KR20100134746A - Hydraulic system including fixed displacement pump for driving multiple variable loads and method of operation - Google Patents

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KR20100134746A
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폴 브레너
클락 지. 포춘
아론 에이치. 자고다
존 라이언 케스
토마스 제이. 스톨츠
벤자민 모리스
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Abstract

예시적인 유압 시스템(10)은 각각 대응하는 유압식 부하(26, 28, 30)에 유체가 흐르도록 연통 가능한 복수의 디지털 밸브들(40, 70, 86, 100)을 포함한다. 디지털 밸브들은 대응하는 유압식 부하를 압력원(12)에 유체가 흐르게 연통하도록 동작 가능하다. 유압 시스템은 복수의 디지털 밸브들로 동작 가능하게 연통하는 디지털 제어기(114)를 더 포함한다. 디지털 제어기는 우선순위 레벨을 할당하여 우선순위 레벨이 복수의 유압식 부하들 각각에 연관되도록 하고, 할당된 우선순위들에 기초하여 펄스폭 변조 제어 신호를 포뮬레이팅하도록 구성된다. 디지털 제어기는 밸브들의 동작을 제어하기 위해 복수의 디지털 밸브들에 제어 신호를 송신한다.Exemplary hydraulic system 10 includes a plurality of digital valves 40, 70, 86, 100 that are in communication with each other so that fluid flows through corresponding hydraulic loads 26, 28, 30, respectively. The digital valves are operable to communicate fluid with the corresponding hydraulic load to the pressure source 12. The hydraulic system further includes a digital controller 114 in operative communication with the plurality of digital valves. The digital controller is configured to assign a priority level so that the priority level is associated with each of the plurality of hydraulic loads, and to formulate a pulse width modulation control signal based on the assigned priorities. The digital controller transmits a control signal to the plurality of digital valves to control the operation of the valves.

Description

다수의 가변식 부하들을 구동하기 위하여 고정식 용적 펌프를 포함하는 유압 시스템 및 동작 방법{HYDRAULIC SYSTEM INCLUDING FIXED DISPLACEMENT PUMP FOR DRIVING MULTIPLE VARIABLE LOADS AND METHOD OF OPERATION}HYDRAULIC SYSTEM INCLUDING FIXED DISPLACEMENT PUMP FOR DRIVING MULTIPLE VARIABLE LOADS AND METHOD OF OPERATION}

본 발명은 유압 시스템 및 유압 시스템의 동작의 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hydraulic system and a method of operation of the hydraulic system.

유압 시스템은 다수의 유압 부하들을 포함할 수 있고, 이 유압 부하들의 각각은 시간에 따라 변할 수 있는 상이한 플로우(flow) 및 압력 요건들을 가질 수 있다. 유압 시스템은 압력을 받는 유체의 플로우를 유압 부하들로 공급하기 위한 펌프를 포함할 수 있다. 펌프는 가변식 또는 고정식 용적 구성을 가질 수 있다. 고정식 용적 펌프들은 일반적으로 가변식 용적 펌프들보다 더 작고, 더 가볍고, 비용이 비싸지 않다. 일반적으로 말해서, 고정식 용적 펌프들은 펌프 동작의 각각의 사이클 동안 유체의 한정된 체적량을 전달한다. 그러나, 펌프의 구성 및 펌프가 제공되는 정확성에 따라, 펌프의 토출구 측에서 유입구 측으로의 내부 유출로 인해 시스템 압력 레벨이 증가함에 따라 펌프의 플로우 출력이 실제로 증가한다. 고정식 용적 펌프의 추정되는 체적은 펌프의 속도를 조정함으로써 제어될 수 있다. 고정식 용적 펌프의 토출구를 폐쇄하거나 그렇지 않고 제한함으로써 대응하는 시스템 압력이 증가하게 될 것이다.The hydraulic system can include a number of hydraulic loads, each of which can have different flow and pressure requirements that can change over time. The hydraulic system can include a pump for supplying a flow of fluid under pressure to hydraulic loads. The pump may have a variable or fixed volume configuration. Fixed volume pumps are generally smaller, lighter and less expensive than variable volume pumps. Generally speaking, fixed volume pumps deliver a finite volume of fluid during each cycle of pump operation. However, depending on the configuration of the pump and the accuracy with which the pump is provided, the flow output of the pump actually increases as the system pressure level increases due to internal outflow from the outlet side of the pump to the inlet side. The estimated volume of the fixed volume pump can be controlled by adjusting the speed of the pump. By closing or otherwise limiting the outlet of the fixed volume pump, the corresponding system pressure will be increased.

유압 시스템의 압력이 과도해지는 것을 방지하기 위해 고정식 용적 펌프는 전형적으로 압력 조정기 또는 언로딩(unloading) 밸브를 사용하여 펌프 출력이 다수의 유압 부하들의 플로우 요건들을 초과하는 기간 동안 시스템 내의 압력 레벨을 제어한다. 유압식 시스템은 가압된 유체를 다수의 부하들로 분배하는 것을 제어하기 위하여 다양한 밸브들을 더 포함할 수 있다.To prevent excessive pressure in the hydraulic system, fixed volume pumps typically use pressure regulators or unloading valves to control the pressure level in the system during periods where the pump output exceeds the flow requirements of multiple hydraulic loads. do. The hydraulic system may further include various valves for controlling the distribution of pressurized fluid to multiple loads.

제 1 양상에 따르면, 본 발명은 우선순위 레벨을 할당하여 상기 우선순위 레벨이 복수의 유압식 부하들의 각각과 연관되도록 하는 단계; 상기 할당된 우선순위 레벨에 기초하여 펄스폭 변조 제어 신호를 포뮬레이팅하는 단계; 복수의 디지털 밸브들에 제어 신호를 송신하는 단계로서, 각각의 밸브는 상기 유압식 부하들 중 적어도 하나를 압력원에 유체가 흐르도록 선택적으로 접속하도록 동작하는, 제어 신호 송신 단계; 및 상기 제어 신호에 응답하여 상기 디지털 밸브들의 적어도 하나의 서브세트를 순차적으로 액추에이팅하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.According to a first aspect, the present invention provides a method comprising the steps of: assigning a priority level such that the priority level is associated with each of a plurality of hydraulic loads; Formulating a pulse width modulation control signal based on the assigned priority level; Transmitting a control signal to a plurality of digital valves, each valve operative to selectively connect at least one of the hydraulic loads to flow a fluid to a pressure source; And sequentially actuating at least one subset of the digital valves in response to the control signal.

제 2 양상에 따르면, 유압 시스템이 제공되고, 상기 유압 시스템은: 각각 대응하는 유압식 부하에 유체가 흐르도록 연통되고, 상기 대응하는 유압식 부하를 압력원으로 유체가 흐르도록 연통하도록 동작하는, 복수의 디지털 밸브들; 및 상기 복수의 디지털 밸브들에 동작 가능하게 연통되는 디지털 제어기를 포함하고, 상기 디지털 제어기는 우선순위 레벨을 할당하여 상기 우선순위 레벨이 복수의 유압식 부하들의 각각과 연관되도록 하고, 상기 할당된 우선순위 레벨들에 기초하여 펄스폭 변조 제어 신호를 포뮬레이팅하도록 구성되고, 상기 디지털 제어기는 상기 디지털 밸브들의 동작을 제어하기 위해 상기 복수의 디지털 밸브들로 상기 제어 신호를 송신하도록 동작한다.According to a second aspect, a hydraulic system is provided, wherein the hydraulic system is each configured to: communicate with fluid for flow to a corresponding hydraulic load and operate for fluid to flow to a pressure source, respectively; Digital valves; And a digital controller operatively in communication with the plurality of digital valves, the digital controller assigning a priority level such that the priority level is associated with each of the plurality of hydraulic loads and the assigned priority. And to configure a pulse width modulation control signal based on the levels, the digital controller operative to transmit the control signal to the plurality of digital valves to control the operation of the digital valves.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의해 더욱 양호한 유압 시스템 및 유압 시스템의 동작의 방법이 제공된다.As mentioned above, the present invention provides a better hydraulic system and a method of operation of the hydraulic system.

도 1은 다수의 유압식 부하들을 구동하기 위하여 고정식 용적 펌프를 포함하는 예시적인 유합 시스템의 개략적인 도면.
도 2는 가압된 유체를 다수의 유압식 부하들로 분배하는 것을 제어하기 위하여 다수의 제어 밸브들에 의해서 사용되는 예시적인 듀티 사이클(duty cycle)들의 그래픽도.
도 3은 도 2에 도시된 예시적인 밸브 듀티 사이클들을 이용할 때 발생할 수 있는 예시적인 상대 유체 유량들 및 압력 레벨들의 그래픽도.
도 4는 도 2에 도시된 예시적인 밸브 듀티 사이클들을 이용할 때 발생할 수 있는 상대 펌프 출력 압력 레벨들의 그래픽도.
도 5는 유압 시스템과 함께 사용되는 제어 밸브들의 예시적인 시퀀스의 그래픽도.
도 6a 및 6b는 유압식 부하들의 압력 요건들의 변화들을 수용하기 위해 도 5에 도시된 밸브 시퀀스하는 순서로 변경한 그래픽도.
도 7a 및 7b는 시스템 압력에 대한 시간 지연의 효과의 그래픽 도.
도 8a 및 8b는 진행하는 펄스폭 제어의 예시적인 구현예의 그래픽 도.
도 9는 연속으로 동작하는 세 제어 밸브들에 걸쳐서 발생하는 예시적인 압력 강하의 그래픽도.
도 10은 도 9에서 표시된 대응하는 압력 강하들에 기초하여 계산되는 시간 지연 압력 에러를 그래픽으로 도시한 도.
도 11은 하나의 제어 밸브의 폐쇄 및 다음의 후속 제어 밸브의 개방 사이의 전이 기간을 도시한 도 9의 부분의 확대도.1 is a schematic illustration of an exemplary coalescence system including a fixed volume pump to drive a plurality of hydraulic loads.
2 is a graphical representation of exemplary duty cycles used by multiple control valves to control the distribution of pressurized fluid to multiple hydraulic loads.
3 is a graphical representation of exemplary relative fluid flow rates and pressure levels that may occur when using the exemplary valve duty cycles shown in FIG. 2.
4 is a graphical representation of relative pump output pressure levels that may occur when using the exemplary valve duty cycles shown in FIG. 2.
5 is a graphical representation of an exemplary sequence of control valves used with a hydraulic system.
6A and 6B are graphic views modified in the order of valve sequence shown in FIG. 5 to accommodate changes in pressure requirements of hydraulic loads.
7A and 7B are graphic representations of the effect of time delay on system pressure.
8A and 8B are graphical diagrams of example implementations of ongoing pulse width control.
9 is a graphical representation of an exemplary pressure drop occurring across three control valves operating in series.
10 graphically illustrates a time delay pressure error calculated based on the corresponding pressure drops indicated in FIG. 9.
11 is an enlarged view of the portion of FIG. 9 showing the transition period between the closing of one control valve and the opening of the next subsequent control valve.

이제 다음의 논의 및 또한 도면들을 참조하여, 개시된 시스템들 및 방법들에 대한 예시적인 방법들이 상세하게 도시된다. 도면들이 일부 가능한 방법들을 나타낼지라도, 도면들은 반드시 비율에 따른 것이 아니고 어떤 특징 부분들은 본 발명을 더 양호하게 도시하고 설명하기 위해 확대되고, 제거되고, 부분적으로 절단될 수 있다. 더욱이, 본원에서 진술되는 서술들은 철저하다거나 아니면 도면에 도시되고 다음 상세한 설명에 개시된 정확한 형태들 및 구성들로 본 청구항들을 제한하도록 의도되지 않는다.Referring now to the following discussion and also to the drawings, exemplary methods for the disclosed systems and methods are shown in detail. Although the drawings represent some possible methods, the drawings are not necessarily to scale and certain feature parts may be enlarged, removed, and partially cut out to better illustrate and explain the present invention. Moreover, the statements set forth herein are not intended to be exhaustive or to limit the claims to the precise forms and configurations shown in the drawings and disclosed in the following detailed description.

도 1은 가변 플로우 및 압력 요건들을 갖는 다수의 유압식 부하들을 통합한 다중 유체 회로들을 제어하기 위한 예시적인 유압식 시스템(10)을 개략적으로 도시한다. 유압식 부하들을 구동하기 위하여 가압되는 유체는 유압 고정식 용적 펌프들에 의해서 제공된다. 펌프(12)는 기어 펌프들, 베인(vane) 펌프들, 축 피스톤 펌프들, 및 방사식 피스톤 펌프들(이에 제한되지 않는다)을 포함하는 다양한 공지된 고정식 용적 펌프들 중 임의의 펌프를 포함할 수 있다. 펌프(12)는 펌프를 구동하기 위한 구동 샤프트(14)를 포함한다. 구동 샤프트(14)는 외부 전력원, 예를 들어 엔진, 전기 모터, 또는 회전 토크를 출력할 수 있는 다른 전력원에 연결될 수 있다. 펌프(12)의 유입구 부분(16)은 펌프 유입구 통로(20)를 통해 유체 저장소(18)에 연결되어 유체가 흐른다. 펌프 토출 통로(22)는 펌프 토출 포트(24)에 연결되어 유체가 흐른다. 예시의 목적을 위해 단일 펌프(12)가 도시될지라도, 유체 시스템(10)은 다수의 펌프들을 가질 수 있고, 펌프 각각은 개별 유체 회로들에 가압된 유체가 공급될 수 있는 공통 유체 노드(node)에 유체가 흐르도록 연결되는 각각의 토출 포트들을 갖는다. 다수의 펌프들은 예를 들어 보다 높은 유량들을 달성하게 위해 병렬로, 또는 제공된 유량에 대하여 더욱 높은 압력이 바람직한 때와 같이 직렬로 유체가 흐르게 접속될 수 있다.1 schematically illustrates an exemplary hydraulic system 10 for controlling multiple fluid circuits incorporating multiple hydraulic loads with variable flow and pressure requirements. The fluid pressurized to drive the hydraulic loads is provided by hydraulic stationary volumetric pumps. The pump 12 may include any of a variety of known fixed volume pumps, including but not limited to gear pumps, vane pumps, axial piston pumps, and radial piston pumps. Can be. The pump 12 includes a drive shaft 14 for driving the pump. The drive shaft 14 may be connected to an external power source, for example an engine, an electric motor, or another power source capable of outputting rotational torque. The inlet portion 16 of the pump 12 is connected to the fluid reservoir 18 through the pump inlet passage 20 so that fluid flows. The pump discharge passage 22 is connected to the pump discharge port 24 to flow the fluid. Although a single pump 12 is shown for purposes of illustration, the fluid system 10 can have multiple pumps, each of which is a common fluid node to which pressurized fluid can be supplied to individual fluid circuits. Each discharge port is connected to flow fluid. Multiple pumps may be connected in fluid flow, for example in parallel to achieve higher flow rates, or in series, such as when higher pressure is desired for a given flow rate.

펌프(12)는 다수의 유압식 부하들을 선택적으로 구동하는데 사용될 수 있는 가압된 유체의 플로우를 발생시킬 수 있다. 설명을 위해, 유압식 시스템(10)은 세 개별 유압 부하들을 포함하는 것으로 도시되지만, 이는 특정 애플리케이션의 요건들에 따라 더 적은 또는 더 많은 부하들이 또한 제공될 수 있음이 인식될 것이다. 예에 의하면, 세 유압 부하들은 유압 실린더(26), 유압 모터(28), 및 다방면 유압식 부하(30)를 포함할 수 있고, 이들은 유압으로 구동되는 다양한 디바이스들 중 임의의 디바이스를 포함할 수 있다. 물론, 특정 애플리케이션의 요건들에 따라 또한 다른 유형들의 유압식 부하들이 도시된 하나 이상의 유압식 부하들(26, 28 및 30) 대신, 또는 결합하여 사용될 수 있음이 이해될 것이다.The pump 12 may generate a flow of pressurized fluid that may be used to selectively drive multiple hydraulic loads. For illustrative purposes, the hydraulic system 10 is shown to include three separate hydraulic loads, although it will be appreciated that less or more loads may also be provided depending on the requirements of the particular application. By way of example, three hydraulic loads may include a hydraulic cylinder 26, a hydraulic motor 28, and a multi-sided hydraulic load 30, which may include any of a variety of hydraulically driven devices. . Of course, it will be appreciated that other types of hydraulic loads may also be used instead of, or in combination with, the one or more hydraulic loads 26, 28 and 30 shown, depending on the requirements of the particular application.

각각의 유압식 부하(26, 28, 및 30)는 개별 유체 회로와 연관될 수 있다. 제 1 유체 회로(32)는 유압 실린더(26)를 포함하고; 제 2 유체 회로(34)는 유압 모터(28)를 포함하고; 제 3 유체 회로(36)는 다방면 유압식 부하(30)를 포함한다. 예시적인 도면에서 세 유체 회로들은 유체 합류점에서 펌프 토출 통로(22)에 유체가 흐르도록 병렬로 접속된다.Each hydraulic load 26, 28, and 30 may be associated with a separate fluid circuit. The first fluid circuit 32 comprises a hydraulic cylinder 26; The second fluid circuit 34 comprises a hydraulic motor 28; The third fluid circuit 36 includes a manifold hydraulic load 30. In the exemplary figure, three fluid circuits are connected in parallel so that fluid flows into the pump discharge passage 22 at the fluid confluence point.

각각의 유체 회로는 각각의 유체 회로와 연관되는 유압식 부하의 동작을 개별로 제어하기 위해서 디지털 제어 밸브로 도시되는 제어 밸브를 포함한다. 제어 밸브는 각 유체 회로들 각각을 통과하는 시간 평균 유량 및 압력 레벨들을 제어할 수 있다. 각각의 제어 밸브는 액추에이터를 포함할 수 있는데, 액추에이터는 활성될 때 각각의 제어 밸브를 개방하여 가압된 유체가 제어 밸브를 통해 연관된 유압식 부하로 지나가도록 할 수 있다. 시간 평균 유량 방법을 이용할 때, 유체가 제어 밸브를 통과하는 레이트는 펄스폭 변조(pulse width modulation: "PWM")로서 일반적으로 공지되어 있는 방법을 사용하여 제어 밸브를 각각 순환(cycling)함으로써(즉, 밸브를 열고 닫음으로써) 제어된다. 제어 밸브는 펄스폭 변조를 이용할 때 임의의 제공된 시간에 완전히 개방되거나 또는 완전히 폐쇄된다. 제어 밸브를 통과하는 시간 평균 유량 및 대응하는 압력 레벨들은 제어 밸브가 열리고 닫히는 시간 기간(또한 밸브 듀티 사이클로 공지되어 있다)을 조정함으로써 제어될 수 있다. 예를 들어, 밸브가 일반적으로 그 시간의 오십(50) 퍼센트 개방되어 있는 듀티 사이클은 일반적으로 제어 펌프의 순간 플로우 출력의 약 오십(50) 퍼센트의 시간 평균 유량을 발생시킬 것이다. 제어 밸브의 플로우 출력에서의 고유의 섭동(inherent fluctuation)들은 제어 밸브의 동작 주파수가 증가할 때 감소하는 경향이 있다. 제어 밸브의 플로우에서의 고유 섭동들은 부하에 분배될 수 있는 압력 리플을 발생시킬 수 있다. 어큐물레이터(accumulator)는 일반적으로 제공된 애플리케이션에 대해 압력 리플들이 허용 가능하게 작아지도록 크기가 정해진다. 어큐물레이터 크기를 증가시키는 것은 역으로 부하 압력의 변화에 응답하는데 필요한 시간에 영향을 미칠 수 있다. 듀티 사이클의 동작 주파수는 증가할 수 있는데, 이는 요구되는 어큐물레이터 크기를 감소시키지만 동시에 응답 시간 및 압력 리플의 진폭을 감소시킬 수 있다. 주파수가 충분히 높게 증가하는 경우, 부하에 대한 압력 리플 요건을 만족시키기 위해 오일의 자연적인 컴플라이언스(complinace) 및 운송을 이용함으로써 어큐물레이터를 제거하는 것이 가능할 수 있다. 효율성을 감소시키는 밸브 동작 속도 제한들 및 증가된 밸브 동력 손실들은 듀티 사이클의 동작 주파수를 제한할 수 있다.Each fluid circuit includes a control valve, shown as a digital control valve, for individually controlling the operation of a hydraulic load associated with each fluid circuit. The control valve can control the time average flow rate and pressure levels passing through each of the fluid circuits. Each control valve may include an actuator that, when activated, may open each control valve to allow pressurized fluid to pass through the control valve to an associated hydraulic load. When using the time averaged flow rate method, the rate at which the fluid passes through the control valve is determined by cycling each control valve (ie, using a method commonly known as pulse width modulation ("PWM")). , By opening and closing the valve). The control valve is fully open or fully closed at any given time when using pulse width modulation. The time average flow rate and corresponding pressure levels through the control valve can be controlled by adjusting the time period (also known as the valve duty cycle) during which the control valve opens and closes. For example, a duty cycle in which the valve is generally fifty (50) percent open at that time will generally produce a time average flow rate of about fifty (50) percent of the instantaneous flow output of the control pump. Inherent fluctuations in the flow output of the control valve tend to decrease as the operating frequency of the control valve increases. Inherent perturbations in the flow of the control valve can cause pressure ripple that can be distributed to the load. Accumulators are generally sized such that the pressure ripples are unacceptably small for a given application. Increasing the accumulator size can adversely affect the time required to respond to changes in load pressure. The operating frequency of the duty cycle can be increased, which reduces the required accumulator size but at the same time can reduce the response time and amplitude of the pressure ripple. If the frequency increases sufficiently high, it may be possible to eliminate the accumulator by using the natural compliance and transport of the oil to meet the pressure ripple requirement for the load. Valve operating speed limits and increased valve power losses that reduce efficiency can limit the operating frequency of the duty cycle.

계속해서 도 1을 참조하면, 유압 시스템(10)은 가압된 유체를 펌프(12)로부터 제 1 유체 회로(32)로, 그리고 특히 유압 실린더(26)로 분배하는 것을 제어하기 위한 제 1 제어 밸브를 포함한다. 제어 밸브(40)는 펄스폭 변조를 사용하는 이전에 기술된 방식으로 동작할 수 있는 디지털 밸브일 수 있다. 도 1에 양방향 양지점 밸브(two-way, two-position valve)로 개략적으로 도시될지라도, 특정 애플리케이션에 따라 다른 밸브 구성이 또한 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 제어 밸브(40)는 유체 합류점(38)에서 유입구 통로(48)를 통하는 펌프 토출 통로(22)에 유체가 흐르도록 연결되는 유입구 포트(46)를 포함한다. 토출 통로(52)는 제어 밸브(40)의 토출부(50)와 유체가 흐르도록 접속된다. 제 1 제어 밸브(40)는 제어 신호에 응답하여 유입구 포트(46) 및 토출 포트(50) 사이의 유체 통로를 선택적으로 개방하고 폐쇄하기 위해 동작하는 액추에이터(42)를 포함할 수 있다. 액추에이터(42)는 제어 밸브(40)를 개방하지만 이를 폐쇄하지 않도록 구성될 수 있고, 이 경우, 제 2 액추에이터(43)가 이용되어 선택적으로 밸브를 폐쇄할 수 있다. 액추에이터(42 및 43)는 다양한 구성들 중 임의의 구성을 가질 수 있고, 이는 파일럿 밸브, 솔레노이드 및 용수철과 같은 바이어싱 부재(biasing member)를 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.With continued reference to FIG. 1, the hydraulic system 10 provides a first control valve for controlling the distribution of pressurized fluid from the pump 12 to the first fluid circuit 32 and in particular to the hydraulic cylinder 26. It includes. Control valve 40 may be a digital valve that may operate in the previously described manner using pulse width modulation. Although schematically shown as a two-way, two-position valve in FIG. 1, it will be appreciated that other valve configurations may also be used, depending on the particular application. The control valve 40 includes an inlet port 46 which is connected for fluid to flow into the pump discharge passage 22 through the inlet passage 48 at the fluid confluence point 38. The discharge passage 52 is connected to the discharge portion 50 of the control valve 40 so that the fluid flows. The first control valve 40 can include an actuator 42 operative to selectively open and close the fluid passageway between the inlet port 46 and the discharge port 50 in response to the control signal. Actuator 42 may be configured to open but not close control valve 40, in which case a second actuator 43 may be used to selectively close the valve. Actuators 42 and 43 may have any of a variety of configurations, which may include, but are not limited to, biasing members such as pilot valves, solenoids, and springs.

제어 밸브(40)로부터 유압 실린더(26)로 가압된 유체를 분배하는 것은 토출 통로(52)를 통해 제어 밸브(40)로 유체가 흐르도록 연결되는 유압 실린더 제어 밸브(54)에 의해 더 제어될 수 있다. 유압 실린더 제어 밸브(54)는 유압 실린더(26)의 제 1 챔버(chamber)(58) 및 제 2 챔버(60) 사이의 제어 밸브(40)로부터 수용되는 가압된 유체를 선택적으로 분배하도록 동작한다. 제 1 공급 통로(62)는 제 1 챔버(60)를 유압 실린더 제어 밸브(54)로 유체가 흐르도록 연결하고, 제 2 공급 통로(64)는 제 2 챔버(60)를 유압 실린더 제어 밸브(54)로 유체가 흐르도록 연결한다. 유체 저장소는 통로(66)를 복귀시켜서, 통로(66)는 유체 실린더 제어 밸브(54)에 유체가 흐르도록 연결됨으로써 유체 실린더(26)로부터 유체 저장소(18)로 토출되는 유체를 복귀하도록 제공된다.Distributing the pressurized fluid from the control valve 40 to the hydraulic cylinder 26 may be further controlled by a hydraulic cylinder control valve 54 which is connected to flow the fluid through the discharge passage 52 to the control valve 40. Can be. The hydraulic cylinder control valve 54 operates to selectively dispense pressurized fluid received from the control valve 40 between the first chamber 58 and the second chamber 60 of the hydraulic cylinder 26. . The first supply passage 62 connects the first chamber 60 to the hydraulic cylinder control valve 54 so that the fluid flows, and the second supply passage 64 connects the second chamber 60 to the hydraulic cylinder control valve ( 54) to allow fluid to flow. The fluid reservoir returns the passage 66 such that the passage 66 is provided to return the fluid discharged from the fluid cylinder 26 to the fluid reservoir 18 by connecting the fluid to the fluid cylinder control valve 54. .

펄스폭 변조를 사용하여 제어되는 디지털 밸브는 일반적으로 연속 플로우 출력을 발생시키지 않고, 오히려 유체의 체적이 유체 토출이 발생되지 않는 기간 이전의 밸브로부터 토출되는 순환 출력을 발생시킨다. 제어 밸브의 순환 출력을 보상하고 가압된 유체의 유압식 부하로의 더욱 일정한 플로우를 전달하는 것을 원조하기 위해, 어큐물레이터(68)가 제공될 수 있다. 어큐물레이터(68)는 밸브 듀티 사이클의 토출 단계 동안 제어 밸브(40)로부터 토출되는 가압된 유체를 저장한다. 저장된 가압 유체는 제어 밸브(40)가 폐쇄되어 있는 기간 동안 방출되어 제어 밸브(40)의 순환 토출을 보상하고 가압 유체의 유압식 부하(26)로의 더욱 일정한 플로우를 전달하는 것이 가능하다.Digital valves controlled using pulse width modulation generally do not generate a continuous flow output, but rather generate a circulating output that is discharged from the valve prior to a period in which the volume of fluid does not occur. Accumulator 68 may be provided to compensate for the circulating output of the control valve and to assist in delivering a more constant flow of pressurized fluid to the hydraulic load. Accumulator 68 stores the pressurized fluid discharged from control valve 40 during the discharge phase of the valve duty cycle. The stored pressurized fluid is released during the period in which the control valve 40 is closed to compensate for the circulating discharge of the control valve 40 and to deliver a more constant flow of pressurized fluid to the hydraulic load 26.

어큘물레이터(68)는 다양한 구성들 중 임의의 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 어큐물레이터(68)의 하나의 버전은 가압된 유체를 수용하고 저장하기 위한 유체 저장소(69)를 포함할 수 있다. 저장소(69)는 유체 합류점(71)에서 공급/토출 통로(73)를 통해 토출 통로(52) 유체가 흐르도록 연결될 수 있다. 어큐물레이터(68)는 이동 가능한 다이어프램(diaphragm)(75)을 포함할 수 있다. 어큐물레이터(68) 내의 다이어프램(75)의 위치는 저장소(69)의 체적을 선택적으로 변화시키도록 조정 가능하다. 바이어싱 메커니즘(79)은 저장소(69)의 체적을 최소화하도록 하는 방향(즉 바이어싱 메커니즘(79)으로부터 멀어지도록)으로 다이어프램(75)을 가압한다. 바이어싱 메커니즘(79)은 저장소(69) 내에 존재하는 가압된 유체에 의해 가해지는 압력에 대항하는 바이어싱 힘을 가한다. 두 반대의 힘들이 균형이 맞지 않는 경우, 다이어프램(75)은 저장소(69)의 체적을 증가시키거나 감소시키기 위해 변위이동될 것이므로, 두 반대되는 힘들 사이의 균형을 회복한다. 예를 들어, 제어 밸브(40)가 개방되면, 유체 합류점(71)에서의 가압 레벨은 증가하는 경향이 있다. 일반적으로 말해서, 저장소(69) 내의 가압 레벨은 유체 합류점(71)에서의 압력에 대응한다. 저장소(69) 내의 압력이 바이어싱 메커니즘(79)에 의해 발생되는 반대되는 힘을 초과하는 경우, 다이어프램(75)은 바이어싱 메커니즘(79) 쪽으로 변위이동됨으로써, 저장소의 체적 및 저장소(69) 내에 저장될 수 있는 유체의 양을 증가시킨다. 저장소(69)가 유체로 계속해서 채워질 때, 바이어싱 메커니즘(79)에 의해 발생되는 반대의 힘은 또한 바이어싱 힘 및 저장소(69) 내에서부터 가해지는 방대 압력이 실질적으로 동일한 지점까지 증가할 것이다. 저장소(69)의 체적 용량은 두 반대의 힘이 평형 상태에 있을 때 실질적으로 일정하게 유지된다. 한편, 제어 밸브(40)를 폐쇄하면 일반적으로 유체 합류점(71)에서의 압력 레벨이 저장소(69) 내의 압력 레벨 아래로 강하하게 될 것이다. 이는 다이어프램(75)에 걸친 압력 힘들이 현재 불균형하다는 사실과 결부되어 저장소(69) 내에 저장되는 유체가 공급/토출 통로(73)를 통해 토출 통로(52)로 토출되어 유압식 부하(26)로 전달되도록 할 것이다.The accumulator 68 may have any of a variety of configurations. For example, one version of accumulator 68 may include a fluid reservoir 69 for receiving and storing pressurized fluid. The reservoir 69 may be connected so that the discharge passage 52 fluid flows through the supply / discharge passage 73 at the fluid confluence point 71. Accumulator 68 may include a movable diaphragm 75. The position of the diaphragm 75 in the accumulator 68 is adjustable to selectively change the volume of the reservoir 69. The biasing mechanism 79 urges the diaphragm 75 in a direction to minimize the volume of the reservoir 69 (ie away from the biasing mechanism 79). The biasing mechanism 79 exerts a biasing force against the pressure exerted by the pressurized fluid present in the reservoir 69. If the two opposite forces are not balanced, the diaphragm 75 will be displaced to increase or decrease the volume of the reservoir 69, thus restoring the balance between the two opposite forces. For example, when the control valve 40 is open, the pressurization level at the fluid confluence point 71 tends to increase. Generally speaking, the pressurization level in reservoir 69 corresponds to the pressure at fluid confluence point 71. If the pressure in the reservoir 69 exceeds the opposing force generated by the biasing mechanism 79, the diaphragm 75 is displaced toward the biasing mechanism 79, thereby allowing the volume of the reservoir and within the reservoir 69 to be reduced. Increase the amount of fluid that can be stored. As the reservoir 69 continues to be filled with fluid, the opposite force generated by the biasing mechanism 79 will also increase to the point where the biasing force and the bulk pressure exerted from within the reservoir 69 are substantially equal. . The volumetric capacity of the reservoir 69 remains substantially constant when the two opposing forces are in equilibrium. On the other hand, closing the control valve 40 will generally cause the pressure level at the fluid confluence point 71 to drop below the pressure level in the reservoir 69. This is coupled with the fact that the pressure forces across the diaphragm 75 are currently unbalanced and the fluid stored in the reservoir 69 is discharged through the supply / discharge passage 73 into the discharge passage 52 and transferred to the hydraulic load 26. I will do it.

유압 시스템(10)은 또한 가압된 유체를 펌프(12)로부터 제 2 유체 회로(34)로, 특히 유압 모터(28)로 분배하는 것을 제어하기 위한 제 2 제어 밸브(70)를 포함할 수 있다. 제어 밸브(70)는 또한 펄스폭 변조를 사용하는 이전에 기술된 방식으로 동작할 수 있는 고주파수 디지털 밸브일 수 있다. 도 1에 양방향 양지점 밸브로 개략적으로 도시될지라도, 특정 애플리케이션의 요건에 따라 다른 밸브 구성이 또한 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 제어 밸브(70)는 유체 합류점(74)에서 제어 밸브 유입구 통로(76)를 통하는 펌프 토출 통로(22)에 유체가 흐르도록 연결되는 유입구 포트(72)를 포함한다. 제어 밸브(70)는 또한 제어 신호에 응답하여 유입구 포트(72) 및 토출 포트(78) 사이의 유체 통로를 선택적으로 개방하고 폐쇄하기 위해 동작하는 액추에이터(77)를 포함할 수 있다. 액추에이터(77)는 제어 밸브(40)를 개방하지만 이를 폐쇄하지 않도록 구성될 수 있고, 이 경우, 제 2 액추에이터(81)가 이용되어 선택적으로 밸브를 폐쇄할 수 있다. 액추에이터(77 및 81)는 다양한 구성들 중 임의의 구성을 가질 수 있고, 이는 파일럿 밸브, 솔레노이드 및 용수철과 같은 바이어싱 부재를 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.The hydraulic system 10 may also include a second control valve 70 for controlling the distribution of pressurized fluid from the pump 12 to the second fluid circuit 34, in particular to the hydraulic motor 28. . The control valve 70 may also be a high frequency digital valve that may operate in the previously described manner using pulse width modulation. Although schematically depicted as a bidirectional two-point valve in FIG. 1, it will be appreciated that other valve configurations may also be used, depending on the requirements of the particular application. The control valve 70 includes an inlet port 72 connected to fluid flow through the pump discharge passage 22 through the control valve inlet passage 76 at the fluid confluence point 74. The control valve 70 may also include an actuator 77 that operates to selectively open and close the fluid passageway between the inlet port 72 and the discharge port 78 in response to the control signal. Actuator 77 may be configured to open but not close control valve 40, in which case a second actuator 81 may be used to selectively close the valve. Actuators 77 and 81 may have any of a variety of configurations, which may include, but are not limited to, biasing members such as pilot valves, solenoids, and springs.

유압 모터(28)와 유체를 연통하는 유압 모터 공급 통로(80)는 제어 밸브배(70)의 토출부(79)에 유체가 흐르도록 연결된다. 차례로 유압 유체는 유압 모터(28)로부터 유체 합류점(83)에서 저장소 복귀 통로(66)로 유체가 흐르도록 연결되는 토출 통로(82)를 통해 토출될 수 있다. 제 2 어큐물레이터(84)는 공급 통로(80) 내에 제공되어 가압된 유체를 어큐물레이터(68)에 관하여 이전에 설명된 바와 대부분 유사한 방식으로 저장하도록 공급 통로(80) 내에 제공될 수 있다. 어큐물레이터(84)는 유체 합류점(85)에서 공급/토출 통로(87)를 통해 유압 모터 공급 통로(80)에 유체가 흐르도록 연결될 수 있다. 제어 밸브(70)로부터 토출되는 가압된 유체는 제어 밸브(70)의 토출 단계 동안 어큐물레이터(84)를 충전하는데 사용될 수 있다. 저장된 가압 유체는 유압식 부하(28)로 전달되고 있는 가압 유체의 플로우에서의 섭동들을 최소화하는 것에 도움이 되도록 제어 밸브(70)가 폐쇄되는 기간 동안 방출될 수 있다.The hydraulic motor supply passage 80 in fluid communication with the hydraulic motor 28 is connected to the discharge portion 79 of the control valve vessel 70 so that the fluid flows. Hydraulic fluid may in turn be discharged from the hydraulic motor 28 through a discharge passage 82 which is connected such that the fluid flows from the fluid confluence point 83 to the reservoir return passage 66. A second accumulator 84 may be provided in the supply passage 80 to provide a pressurized fluid in the supply passage 80 to store pressurized fluid in much the same manner as previously described with respect to the accumulator 68. . The accumulator 84 may be connected such that fluid flows into the hydraulic motor supply passage 80 through the supply / discharge passage 87 at the fluid confluence point 85. The pressurized fluid discharged from the control valve 70 may be used to charge the accumulator 84 during the discharge phase of the control valve 70. The stored pressurized fluid may be released during the period in which the control valve 70 is closed to help minimize perturbations in the flow of pressurized fluid being delivered to the hydraulic load 28.

유압 시스템(10)은 또한 가압된 유체를 펌프(12)로부터 제 2 유압 회로(36)로 분배하는 것을 제어하기 위한 제 3 제어 밸브(86)를 포함할 수 있다. 제어 밸브들(40 및 70)과 유사하게, 제어 밸브(86)는 또한 펄스폭 변조를 사용하여 이전에 사용되는 방식으로 동작할 수 있는 고주파수 디지털 밸브일 수 있다. 도 1에 양방향 양지점 밸브로 개략적으로 도시될지라도, 특정 애플리케이션의 요건에 따라 다른 밸브 구성이 또한 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 제어 밸브(86)의 유입구 포트(88)는 유체 합류점(90)에서 제어 밸브 유입구 통로(92)를 통하는 펌프 토출 통로(22)에 유체가 흐르도록 연결된다. 제어 밸브(70)는 또한 제어 신호에 응답하여 유입구 포트(88) 및 토출 포트(96) 사이의 유체 통로를 선택적으로 개방하고 폐쇄하기 위해 동작하는 액추에이터(93)를 포함할 수 있다. 액추에이터(93)는 제어 밸브(86)를 개방하지만 이를 폐쇄하지 않도록 구성될 수 있고, 이 경우, 제 2 액추에이터(91)가 이용되어 선택적으로 밸브를 폐쇄할 수 있다. 액추에이터(91 및 93)는 다양한 구성들 중 임의의 구성을 가질 수 있고, 이는 파일럿 밸브, 솔레노이드 및 용수철과 같은 바이어싱 부재를 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.The hydraulic system 10 may also include a third control valve 86 for controlling the distribution of pressurized fluid from the pump 12 to the second hydraulic circuit 36. Similar to control valves 40 and 70, control valve 86 may also be a high frequency digital valve that may operate in a manner previously used using pulse width modulation. Although schematically depicted as a bidirectional two-point valve in FIG. 1, it will be appreciated that other valve configurations may also be used, depending on the requirements of the particular application. The inlet port 88 of the control valve 86 is connected at the fluid confluence point 90 so that fluid flows into the pump discharge passage 22 through the control valve inlet passage 92. The control valve 70 may also include an actuator 93 that operates to selectively open and close the fluid passageway between the inlet port 88 and the discharge port 96 in response to the control signal. Actuator 93 may be configured to open but not close control valve 86, in which case a second actuator 91 may be used to selectively close the valve. Actuators 91 and 93 may have any of a variety of configurations, which may include, but are not limited to, biasing members such as pilot valves, solenoids, and springs.

유압 부하 공급 통로(94)는 제어 밸브(86)의 토출부(96)를 유압식 부하(30)에 유체가 흐르도록 연결한다. 가압된 유압 유체는 유압식 부하(30)로부터 유체 합류점(103)에서 저장소 복귀 통로(66)로 유체가 흐르도록 연결되는 토출 통로(98)를 통해 토출될 수 있다. 어큐물레이터(95)는 어큐물레이터(68)에 관하여 이전에 설명된 바와 대부분 유사한 방식으로 가압 유체를 저장하도록 제공될 수 있다. 어큐물레이터(95)는 유체 합류점(97)에서 공급/토출 통로(99)를 통해 유압식 부하 통로(99)에 유체가 흐르도록 연결될 수 있다. 제어 밸브(86)로부터 토출되는 가압된 유체는 제어 밸브(86)의 토출 단계 동안 어큐물레이터(95)를 충전하는데 사용될 수 있다. 저장된 가압 유체는 유압식 부하(30)로 전달되고 있는 가압 유체의 플로우에서의 섭동들을 상쇄하는데 도움이 되도록 제어 밸브(86)가 폐쇄되는 기간 동안 방출될 수 있다.The hydraulic load supply passage 94 connects the discharge portion 96 of the control valve 86 to flow the fluid to the hydraulic load 30. The pressurized hydraulic fluid may be discharged from the hydraulic load 30 through a discharge passage 98 which is connected to allow fluid to flow from the fluid confluence point 103 to the reservoir return passage 66. Accumulator 95 may be provided to store pressurized fluid in much the same manner as previously described with respect to accumulator 68. Accumulator 95 may be connected such that fluid flows to hydraulic load passage 99 through supply / discharge passage 99 at fluid confluence point 97. The pressurized fluid discharged from the control valve 86 may be used to charge the accumulator 95 during the discharge phase of the control valve 86. The stored pressurized fluid may be released during the period in which the control valve 86 is closed to help offset the perturbations in the flow of pressurized fluid being delivered to the hydraulic load 30.

고정식 용적 펌프(12)의 배출구를 폐쇄하거나 그렇지 않으면 제한하는 것은 유압 시스템(10) 내의 압력이 원하지 않는 레벨에 도달하게 하는 원인이 될 수 있다. 펌프 출력이 유압식 부하들의 플로우 요건들을 초과하는 기간들 동안 유압 시스템을 지나치게 가압하는 것을 방지하기 위해, 바이패스(bypass) 유체 회로(101)와 연관되는 바이패스 제어 밸브(100)가 제공된다. 바이패스 제어 밸브(100)의 유입구 포트(102)는 유체 합류점(104)에서 유입구 통로(106)를 통해 펌프 토출 통로(22)에 유체가 흐르도록 연결될 수 있다. 바이패스 제어 밸브(100)는 펌프(12)에 의해 발생되는 초과 플로우가 유체 저장소(18)에 버려지는 것을 선택적으로 가능하게 하는 동작을 할 수 있다. 바이패스 토출 통로(108)는 유체 합류점(111)에서 바이패스 제어 밸브(100)의 토출 포트(110) 및 저장소 복귀 통로(66)에 유체가 흐르도록 연결된다. 바이패스 제어 밸브(100)는 또한 제어 신호에 응답하여 바이패스 밸브(100)의 유입구 포트(102) 및 토출 포트(110) 사이의 유체 통로를 선택적으로 개방하고 폐쇄하기 위해 동작하는 액추에이터(112)를 포함할 수 있다. 액추에이터(112)는 바이패스 제어 밸브(100)를 개방하지만 이를 폐쇄하지 않도록 구성될 수 있고, 이 경우, 제 2 액추에이터(113)가 이용되어 선택적으로 밸브를 폐쇄할 수 있다. 액추에이터(112 및 113)는 다양한 구성들 중 임의의 구성을 가질 수 있고, 이는 파일럿 밸브, 솔레노이드 및 용수철과 같은 바이어싱 부재를 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.Closing or otherwise limiting the outlet of the fixed volume pump 12 may cause the pressure in the hydraulic system 10 to reach an undesired level. In order to prevent the pump output from overpressurizing the hydraulic system for periods exceeding the flow requirements of hydraulic loads, a bypass control valve 100 is provided which is associated with the bypass fluid circuit 101. Inlet port 102 of bypass control valve 100 may be connected such that fluid flows into pump discharge passage 22 through inlet passage 106 at fluid confluence point 104. Bypass control valve 100 may operate to selectively enable excess flow generated by pump 12 to be discarded in fluid reservoir 18. The bypass discharge passage 108 is connected so that fluid flows from the fluid confluence point 111 to the discharge port 110 and the reservoir return passage 66 of the bypass control valve 100. Bypass control valve 100 also actuates 112 to selectively open and close the fluid passageway between inlet port 102 and outlet port 110 of bypass valve 100 in response to a control signal. It may include. Actuator 112 may be configured to open but not close bypass control valve 100, in which case a second actuator 113 may be used to selectively close the valve. Actuators 112 and 113 may have any of a variety of configurations, which may include, but are not limited to, biasing members such as pilot valves, solenoids, and springs.

제어기(114)는 제어 밸브(40, 70, 86, 및 100)의 동작을 제어하도록 제공될 수 있다. 더욱 일반적으로, 제어기(114)는 전자 제어 유닛(Electronic Control Unit: ECU)에 기반한 더욱 일반적인 시스템의 일부를 형성할 수 있고 그와 같은 ECU와 동작적으로 연통된 상태에 있을 수 있다. 제어기(114)는 무엇보다도 예를 들어 마이크로프로세서, 중앙 처리 장치(CPU), 및 디지털 제어기를 포함할 수 있다.Controller 114 may be provided to control the operation of control valves 40, 70, 86, and 100. More generally, the controller 114 may form part of a more general system based on an Electronic Control Unit (ECU) and may be in operative communication with such an ECU. Controller 114 may include, among other things, a microprocessor, a central processing unit (CPU), and a digital controller.

보다 구체적으로 제어기(114) 및 임의의 연관된 ECU는 일반적으로 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장되는 명령들, 예를 들어 본원에서 논의되는 프로세스들 중 하나 이상을 수행하기 위한 명령들을 수행할 수 있는 디바이스의 예이다. 컴퓨터 수행가능 명령들은 제한 없이 단독으로 또는 결합하여 자바, C, C++, 비주얼 베이직, 자바 스크립, 펄(Perl) 등을 포함하는 다양한 공지되어 있는 프로그래밍 언어들 및/또는 기술들을 사용하여 생성되는 컴퓨터 프로그램들로부터 따르게 되거나 해석될 수 있다. 일반적으로, 프로세서(예를 들어 마이크로프로세서)는 예를 들어, 메모리, 컴퓨터 판독 가능 매체 등으로부터 명령들을 수신하고 이 명령들을 수행함으로써 본원에 서술되는 프로세스들 중 하나 이상을 포함하여, 하나 이상의 프로세스들을 수행한다. 그와 같은 명령들 및 다른 데이터는 다양한 공지되어 있는 컴퓨터 판독 가능 매체를 사용하여 저장되고 전송될 수 있다.More specifically, controller 114 and any associated ECU are examples of devices that may generally perform instructions stored on a computer readable medium, eg, instructions for performing one or more of the processes discussed herein. to be. Computer-executable instructions are used, alone or in combination, without limitation, computer programs generated using various known programming languages and / or techniques, including Java, C, C ++, Visual Basic, Java Script, Perl, and the like. To follow or be interpreted. In general, a processor (eg, a microprocessor) may perform one or more processes, including one or more of the processes described herein, for example, by receiving instructions from and executing the instructions from a memory, computer readable medium, and the like. To perform. Such instructions and other data may be stored and transmitted using various known computer readable media.

컴퓨터 판독 가능 매체(또한 프로세서 판독 가능 매체라 칭해진다)는 컴퓨터에 의해(예를 들어 컴퓨터, 마이크로프로세서, 등의 프로세서에 의해) 판독될 수 있는 데이터(예를 들어 명령들)를 제공하는데 참여하는 임의의 유형의 매체를 포함한다. 그와 같은 매체는 많은 형태를 취할 수 있는데, 그 형태는 비휘발성 매체 및 휘발성 매체를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 비휘발성 매체는 예를 들어 광 또는 자기 디스크들, 판독 전용 메모리(ROM), 및 다른 지속성 메모리(persistent memory)를 포함할 수 있다. 휘발성 메모리는 예를 들어 전형적으로 주메모리를 구성하는 동적 랜덤 액세스 메모리(dynamic random access memory: DRAM)를포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체의 공통 형태들은 예를 들어 CD-ROM, DVD, 임의의 다른 매체, 펀치 카드들, 종이 테이프, 홀들의 패턴들을 갖는 임의의 유형의 매체들, RAM, PROM, EPROM, FLASH-EEPROM, 임의의 메모리 칩 또는 카트리지, 또는 컴퓨터가 판독할 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다.Computer readable media (also referred to as processor readable media) participate in providing data (eg, instructions) that can be read by a computer (e.g., by a processor such as a computer, microprocessor, or the like). Any type of medium. Such media can take many forms, including but not limited to non-volatile media and volatile media. Non-volatile media may include, for example, optical or magnetic disks, read only memory (ROM), and other persistent memory. Volatile memory can include, for example, dynamic random access memory (DRAM), which typically comprises main memory. Common forms of computer readable media are, for example, CD-ROM, DVD, any other media, punch cards, paper tape, any type of media with patterns of holes, RAM, PROM, EPROM, FLASH-EEPROM , Any memory chip or cartridge, or any other medium readable by a computer.

전송 매체는 하나의 구성요소 또는 디바이스로부터 다른 구성요소 또는 디바이스로 명령들을 전달함으로써 명령들의 프로세싱을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 전송 매체는 모바일 디바이스(110) 및 전기통신 서버(1260 사이의 전자 통신을 용이하게 할 수 있다. 전송 매체는 예를 들어, 컴퓨터의 프로세서에 결합되는 시스템 버스를 포함하는 와이어들을 포함하여, 동축 케이블들, 구리선 또는 광섬유를 포함할 수 있다. 전송 매체는 무선 주파수(radio frequency: RF) 및 적외선(IR) 데이터 통신들 동안 발생하는 것과 같은, 표면 탄성파, 광파, 전자기 방출들을 포함하거나 전달할 수 있다.The transmission medium may facilitate processing of the instructions by transferring the instructions from one component or device to another component or device. For example, the transmission medium may facilitate electronic communication between the mobile device 110 and the telecommunications server 1260. The transmission medium includes, for example, wires that include a system bus coupled to a processor of a computer. The transmission medium may comprise surface acoustic waves, light waves, electromagnetic emissions, such as occur during radio frequency (RF) and infrared (IR) data communications. I can deliver it.

디지털 제어기(14)가 도시된다. 제 1 제어기 링크(116)는 제어기(114)를 제어 밸브(40)의 액추에이터(42)에 동작 가능하게 연결한다. 제 2 제어기 링크(117)는 제어기(114)를 제어 밸브(40)의 액추에이터(43)에 동작 가능하게 연결한다. 제 3 제어기 링크(118)는 제어기(114)를 제어 밸브(70)의 액추에이터(77)에 동작 가능하게 연결한다. 제 4 제어기 링크(119)는 제어기(114)를 제어 밸브(70)의 액추에이터(81)에 동작 가능하게 연결한다. 제 5 제어기 링크(120)는 제어기(114)를 제어 밸브(86)의 액추에이터(93)에 동작 가능하게 연결한다. 제 6 제어기 링크(121)는 제어기(114)를 제어 밸브(86)의 액추에이터(91)에 동작 가능하게 연결한다. 제 1 바이패스 제어 링크(114)는 제어기(114)를 바이패스 제어 밸브(100)의 액추에이터(112)에 동작 가능하게 연결한다. 제 2 바이패스 제어 링크(123)는 제어기(114)를 바이패스 제어 밸브(100)의 액추에이터(113)에 동작 가능하게 연결한다. 제어기(114)는 다양한 시스템 입력들, 무엇보다도 예를 들어 유압식 부하들의 압력 및 플로우 요건들, 펌프 속도, 펌프 탈출 압력, 펌프(12)로부터의 토출 유체 유량에 응답하여 제어 밸브들의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 특정 애플리케이션의 요건들에 따라, 유압 시스템(10)은 시스템의 다양한 동작 특성들을 모니터링하기 위한 다양한 센서들을 포함할 수 있고, 속도 센서(124), 압력 센서(126), 및 플로우 센서(128)뿐만 아니라 다른 센서들을 포함할 수 있다.Digital controller 14 is shown. The first controller link 116 operatively connects the controller 114 to the actuator 42 of the control valve 40. The second controller link 117 operatively connects the controller 114 to the actuator 43 of the control valve 40. The third controller link 118 operatively connects the controller 114 to the actuator 77 of the control valve 70. The fourth controller link 119 operatively connects the controller 114 to the actuator 81 of the control valve 70. The fifth controller link 120 operably connects the controller 114 to the actuator 93 of the control valve 86. Sixth controller link 121 operatively connects controller 114 to actuator 91 of control valve 86. The first bypass control link 114 operatively connects the controller 114 to the actuator 112 of the bypass control valve 100. The second bypass control link 123 operatively connects the controller 114 to the actuator 113 of the bypass control valve 100. The controller 114 is configured to control the operation of the control valves in response to various system inputs, most of all, for example, pressure and flow requirements of hydraulic loads, pump speed, pump exit pressure, discharge fluid flow rate from the pump 12. Can be configured. Depending on the requirements of a particular application, the hydraulic system 10 may include various sensors for monitoring various operating characteristics of the system, as well as the speed sensor 124, the pressure sensor 126, and the flow sensor 128. But may include other sensors.

제어 밸브(40, 70, 86, 및 100)는 펄스폭 변조를 사용하여 디지털로 제어될 수 있다. 일반적으로, 제어 밸브들은 펄스폭 변조를 사용하면 완전 개방되거나 완전 폐쇄된다. 또한, 전형적으로 연속 밸브들의 일부분의 개방 및 폐쇄 시퀀스가 동이에 발생할지라도 단 하나의 제어 밸브만이 임의의 제공된 순간에 완전 개방되고, 이는 이후에 더욱 자세하게 논의된다. 실질적으로 펌프(12)로부터 토출되는 유체의 전체량은 제어 밸브가 개방되면 그 밸브를 통과한다. 이 방식으로 제어 밸브를 동작시키면 일반적으로 순환 유체 출력이 발생하며, 이 출력에서 펌프의 전체 유체 출력은 제어 밸브로부터 토출되거나 전혀 출력되지 않는다. 제어 밸브들(40, 70, 86, 및 100)은 전형적으로 상대적으로 높은 동작 주파수에서 동작한다. 동작 주파수는 시간의 단위당 완료되는 듀티 사이클들의 수로서 규정되고, 전형적으로 cycles/sec 또는 헤르츠로 표현된다.Control valves 40, 70, 86, and 100 can be digitally controlled using pulse width modulation. In general, control valves are fully open or fully closed using pulse width modulation. In addition, typically only one control valve is fully open at any given moment, even if the opening and closing sequence of a portion of the continuous valves occurs at the same time, which is discussed in more detail later. Substantially the total amount of fluid discharged from the pump 12 passes through the valve when the control valve is opened. Operating the control valve in this manner generally produces a circulating fluid output at which the total fluid output of the pump is either discharged from the control valve or not output at all. Control valves 40, 70, 86, and 100 typically operate at relatively high operating frequencies. The operating frequency is defined as the number of duty cycles completed per unit of time, typically expressed in cycles / sec or hertz.

제어 밸브들(40, 70, 86, 및 100)을 통과하는 유체의 유효 유량은 각각의 듀티 사이클을 조정함으로써 제어될 수 있다. 완전한 듀티 사이클은 제어 밸브의 한 번의 개방 및 한 번의 폐쇄를 포함한다. 듀티 사이클은 제어 밸브가 개방되는 시간 기간 대 듀티 사이클이 동작하는 시간 기간의 비율로서 표현될 수 있다. 듀티 사이클 동작 기간은 한 듀티 사이클을 완료하는데 필요한 시간으로 정의될 수 있다. 듀티 사이클은 전형적으로 동작 기간의 퍼센티지로 표현된다. 예를 들어 칠십오 퍼센트(75%) 듀티 사이클로 인해 제어 밸브가 시간의 약 칠십오 퍼센트(75%) 개방되고 시간의 이십오 퍼센트(25%) 폐쇄되는 결과가 발생한다. 용어 "유효 유량"은 펌프(12)의 플로우 출력의 퍼센티지로 표현되는 하나의 완전한 듀티 사이클 동안의, 제어 밸브로부터 토출되는 유체의 시간 평균 유량을 칭한다. 유효 유량은 하나의 완전한 듀티 사이클 동안 제어 밸브로부터 토출되는 유체의 총량을 듀티 사이클이 동작하는 기간으로 나눔으로써 결정된다. 예를 들어 칠십오 퍼센트(75%) 듀티 사이클에서의 제어 밸브를 동작시키는 것을 펌프의 플로우 출력의 칠십오 퍼센트(75%)의 유효 토출 플로우 비율을 발생시킬 것이다.The effective flow rate of the fluid through the control valves 40, 70, 86, and 100 can be controlled by adjusting the respective duty cycle. The complete duty cycle includes one opening and one closing of the control valve. The duty cycle can be expressed as the ratio of the time period during which the control valve opens to the time period during which the duty cycle operates. The duty cycle operation period may be defined as the time required to complete one duty cycle. The duty cycle is typically expressed as a percentage of the operating period. A seventy-five percent (75%) duty cycle, for example, results in the control valve opening approximately seventy-five percent (75%) of the time and twenty-five percent (25%) of the time. The term “effective flow rate” refers to the time average flow rate of fluid discharged from the control valve during one complete duty cycle, expressed as a percentage of the flow output of the pump 12. The effective flow rate is determined by dividing the total amount of fluid discharged from the control valve during one complete duty cycle by the period in which the duty cycle operates. For example, operating a control valve at a seventy five percent (75%) duty cycle will result in an effective discharge flow rate of seventy five percent (75%) of the pump's flow output.

제어 밸브들(40, 70, 86, 및 100)에 대한 예시적인 듀티 사이클들이 도 2에 도시된다. 도 2에 도시된 듀티 사이클들은 유압 시스템의 다양한 양상들을 논의하고 설명하기 위해 선택된 대표적인 듀티 사이클이다. 실제로, 제공된 제어 밸브에 대한 듀티 사이클은 어떤 것이 설명되는냐에 따라 가변될 가능성을 있을 것이며, 실제로, 듀티 사이클들 중 하나 또는 모두는 다양한 유압식 부하들의 변화하는 동작 요건들을 수용하기 위해 연속해서 변할 수 있다.Example duty cycles for the control valves 40, 70, 86, and 100 are shown in FIG. 2. The duty cycles shown in FIG. 2 are representative duty cycles selected to discuss and explain various aspects of the hydraulic system. In practice, the duty cycle for a given control valve will likely vary depending on what is described, and in practice, one or both of the duty cycles may vary continuously to accommodate changing operating requirements of various hydraulic loads. .

제어 밸브들(40, 70, 86, 및 100)의 각각에 사용되는 듀티 사이클들은 각각의 동작 사이클에 대하여 재추정되고, 수용된 변화하는 부하 조건들에 필요하면 조정될 수 있다. 제어 밸브들(40, 70, 86, 및 100)에 대한 적절한 듀티 사이클들을 결정하는데 고려될 수 있는 요인들은 유압식 부하들(26, 28, 및 30)의 플로우 및 압력 요건들, 펌프(12)의 플로우 출력, 펌프(12)의 토출 압력, 및 펌프(12)의 동작 속도뿐만 아니라 다른 것들을 포함할 수 있다.The duty cycles used for each of the control valves 40, 70, 86, and 100 are reestimated for each operating cycle and can be adjusted as needed for the varying load conditions accommodated. Factors that may be considered in determining appropriate duty cycles for control valves 40, 70, 86, and 100 include flow and pressure requirements of hydraulic loads 26, 28, and 30, of pump 12. Flow output, discharge pressure of pump 12, and operating speed of pump 12, as well as others.

듀티 사이클은 일반적으로 도 2에 실선으로 표현되는 구형파(square wave)를 트래킹(tracking)한다. 제어 밸브들 각각에 대한 듀티 사이클들은 일반적으로 동일한 동작 기간을 갖는다. 논의를 위해, 도 2에서는 20 밀리초의 동작 기간이 도시된다. 그러나, 실제로 제어 밸브들 각각이 일반적으로 동일한 동작 기간을 이용하면, 유압 시스템(10)의 구성 및 유압 시스템이 사용되는 특정한 애플리케이션의 요건들에 따라 더 길거나 더 짧은 동작 기간이 선택될 수 있다. 동작 기간은 변화하는 동작 조건들을 수용하기 위해 연속해서 변화될 수 있다.The duty cycle tracks a square wave, typically represented by a solid line in FIG. 2. Duty cycles for each of the control valves generally have the same operating period. For discussion, an operating period of 20 milliseconds is shown in FIG. In practice, however, if each of the control valves generally uses the same operating period, a longer or shorter operating period may be selected depending on the configuration of the hydraulic system 10 and the requirements of the particular application in which the hydraulic system is used. The operating period can be continuously changed to accommodate changing operating conditions.

제어 밸브들(40, 70, 86, 및 100)의 유효 유량은 밸브들 각각의 듀티 사이클들을 변화시킴으로써 제어될 수 있다. 제어 밸브들(40, 70, 86) 각각에 대한 듀티 사이클은 변화하는 부하 조건들을 수용하기 위해 연속해서 변화될 수 있다. 제어기(114)는 제어 밸브들 각각에 대한 듀티 사이클을 결정하도록 구성될 수 있다. 제어기(114)는 또한 각각의 제어 밸브의 동작을 제어하도록 사용될 수 있는 바람직한 듀티 사이클에 대응하는 제어 신호를 송신하도록 구성될 수 있다.Effective flow rates of the control valves 40, 70, 86, and 100 can be controlled by varying the duty cycles of each of the valves. The duty cycle for each of the control valves 40, 70, 86 can be varied continuously to accommodate varying load conditions. The controller 114 may be configured to determine the duty cycle for each of the control valves. The controller 114 may also be configured to transmit a control signal corresponding to a desired duty cycle that may be used to control the operation of each control valve.

제어기(114)에 의해 사용되는 제어 전략은 개방 루프 또는 폐쇄 루프 제어 방식에 기반할 수 있다. 폐쇄 루프 시스템에서, 제어기(114)는 서 너개 예를 들면 압력, 온도 및 속도와 같은 다양한 동작 파라미터들, 모니터링하는데 사용되는 다양한 센서들로부터 피드백 정보를 수신할 수 있다. 제어기(114)는 센서들로부터 수신되는 정보를 사용해서 필요한 경우 각각의 제어 밸브의 듀티 사이클을 조정하여 원하는 부하 성능을 달성할 수 있다. 폐쇄 루프 시스템은 압력, 온도 및 플로우와 같은 다양한 동작 파라미터들이 더욱 정확하게 제어될 수 있도록 한다. 폐쇄 루프 시스템은 예를 들어 유압식 부하(30)에 적용되는 압력을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 제어기(114)는 유압식 부하(30)에 적용되는 실제 압력에 관한 피드백 정보를 압력 센서(138)로부터 수신할 수 있다. 통신 링크(139)는 압력 센서(138)를 제어기(114)로 동작하도록 연통한다. 제어기(114)는 압력 데이터를 사용하여 제어기(114)에 의해 지시된 압력 및 압력 센서(138)에 의해 검출되는 바와 같은 유압식 부하(30)에 적용된 압력 사이의 차이에 대응하는 압력 에러를 계산할 수 있다. 만일 압력 에러가 선택된 에러 범위 외부에 해당하면, 제어기(114)는 제어 밸브(86)의 듀티 사이클을 수정하여 유압식 부하(30)에서의 바람직한 압력을 달성할 수 있다.The control strategy used by the controller 114 may be based on an open loop or closed loop control scheme. In a closed loop system, the controller 114 may receive feedback information from various sensors used to monitor, various operating parameters such as pressure, temperature and speed, for example. The controller 114 may use the information received from the sensors to adjust the duty cycle of each control valve as needed to achieve the desired load performance. Closed loop systems allow various operating parameters such as pressure, temperature and flow to be more accurately controlled. Closed loop systems can be used, for example, to control the pressure applied to the hydraulic load 30. The controller 114 may receive feedback information about the actual pressure applied to the hydraulic load 30 from the pressure sensor 138. The communication link 139 communicates the pressure sensor 138 to operate as the controller 114. The controller 114 can use the pressure data to calculate a pressure error corresponding to the difference between the pressure indicated by the controller 114 and the pressure applied to the hydraulic load 30 as detected by the pressure sensor 138. have. If the pressure error falls outside the selected error range, the controller 114 may modify the duty cycle of the control valve 86 to achieve the desired pressure at the hydraulic load 30.

폐쇄 루프 시스템은 또한 부하 감지 제어 방식을 구현하는데 사용될 수 있다. 부하 감지를 이용하는 유압 시스템은 시스템 압력들을 모니터링하고 유압식 부하를 동작시키는데 필요한 압력에서 바람직한 유량을 제공하는데 필요한 경우에 적절한 조정들을 행하는 능력을 갖는다. 부하 감지는 가압된 유체를 유압식 부하에 공급하는 통로 내에 위치되는 오리피스(orifice)에 걸친 압력 강하를 모니터링함으로써 구현될 수 있다. 오리피스에 걸친 압력 강하는 일반적으로 사전 결정된 고정값으로 설정된다. 오리피스에 걸친 압력 강하가 고정되면, 오리피스를 통과하는 유량은 단지 오리피스의 플로우 면적에만 좌우된다. 이는 바람직한 일정한 압력 강하를 유지하는 동안 오리피스의 단면 플로우 면적을 조정함으로써 유체가 유압식 부하로 전달되는 비율이 제어될 수 있도록 한다. 오리피스 단면 플로우 면적을 증가시키면 유량이 증가하지만, 오르피스 단면 면적을 감소시키면 유량이 감소한다. 오르피스에 걸친 압력 강하의 변화는, 예를 들어 유압식 부하에 의해 이동되는 작동하는 부하의 증가가 원인일 수 있을 때, 유압식 부하로 전달되는 유체의 유량의 대응하는 변화를 발생시킨다. 오리피스에 걸친 정압 강하의 변화는 상승하는 오리피스 압력을 조정하여 바람직한 압력 강하를 달성함으로써 검출되고 보상될 수 있다.Closed loop systems can also be used to implement load sensing control schemes. Hydraulic systems using load sensing have the ability to monitor system pressures and make appropriate adjustments as needed to provide the desired flow rate at the pressure required to operate the hydraulic load. Load sensing can be implemented by monitoring the pressure drop across an orifice located in a passage that supplies pressurized fluid to the hydraulic load. The pressure drop across the orifice is usually set to a predetermined fixed value. If the pressure drop across the orifice is fixed, the flow rate through the orifice depends only on the flow area of the orifice. This allows the rate at which fluid is delivered to the hydraulic load to be controlled by adjusting the cross-sectional flow area of the orifice while maintaining the desired constant pressure drop. Increasing the orifice cross-sectional flow area increases the flow rate, while decreasing the orifice cross-sectional area decreases the flow rate. The change in pressure drop across the orifice results in a corresponding change in the flow rate of the fluid delivered to the hydraulic load, for example when the increase in the working load moved by the hydraulic load can be attributed. The change in static pressure drop across the orifice can be detected and compensated by adjusting the rising orifice pressure to achieve the desired pressure drop.

부하 감지 능력들은 메터링(metering) 오리피스에 걸쳐 특정 압력 강하를 유지하는 동안 특정한 플로우를 필요로 하는 유압 디바이스를 제어하고자 할 때 유용하다. 유압 실린더(26)는 그와 같은 디바이스의 예이다. 유압 실린더(26)는 다양한 애플리케이션들에 사용될 수 있다. 예를 들고 논의를 위해, 유압 실린더(26)는, 유압 실린더(26)의 다른 적용예들이 또한 가능하다는 것이 인식될 수 있을지라도, 동력 조향 시스템의 상황에서 설명될 것이다. 유압 실린더(26)는 실린더 하우징(cylinder housing)(141)에 슬라이딩하도록 배치되는 피스톤(140)을 포함할 수 있다. 피스톤(140)의 종단(142)은 일련의 링크들을 통해서 차량의 휠로 연결된다. 피스톤(140)은 가압된 유체를 제 1 및 제 2 챔버들(58 및 60)로 선택적으로 전달함으로써 실린더 하우징(141) 내에 길이 방향으로 슬리이딩될 수 있다. 유체가 각각의 챔버들로 전달되는 비율은 피스톤(140)이 이동하는 속도를 결정한다. 유압 실린더 제어 밸브(54)는 유압 실린더(26)의 유체 챔버들(58 및 60) 사이에서 가압된 유체를 분배하도록 동작한다. 유압 실린더 제어 밸브(54)는 유체가 유압 실린더(26)로 전달되는 비율을 제어하는 가변하는 오리피스를 포함한다. 유압 실린더 제어 밸브(54)는 사용자 입력에 응답하고, 사용자 입력은 밸브로 하여금 오리피스 크기를 조정하여 바람직한 유량을 달성하고 플로우를 유압 실린더(26) 내의 적절한 챔버로 향하도록 한다.Load sensing capabilities are useful when you want to control a hydraulic device that requires a certain flow while maintaining a certain pressure drop across the metering orifice. Hydraulic cylinder 26 is an example of such a device. Hydraulic cylinder 26 can be used for a variety of applications. For example and discussion, the hydraulic cylinder 26 will be described in the context of a power steering system, although it can be appreciated that other applications of the hydraulic cylinder 26 are also possible. The hydraulic cylinder 26 may include a piston 140 arranged to slide in a cylinder housing 141. The end 142 of the piston 140 is connected to the wheel of the vehicle through a series of links. The piston 140 can be slid longitudinally within the cylinder housing 141 by selectively delivering pressurized fluid to the first and second chambers 58 and 60. The rate at which fluid is delivered to the respective chambers determines the speed at which the piston 140 moves. The hydraulic cylinder control valve 54 operates to distribute the pressurized fluid between the fluid chambers 58 and 60 of the hydraulic cylinder 26. The hydraulic cylinder control valve 54 includes a variable orifice that controls the rate at which fluid is delivered to the hydraulic cylinder 26. The hydraulic cylinder control valve 54 responds to user input, which causes the valve to adjust the orifice size to achieve the desired flow rate and direct the flow to the appropriate chamber in the hydraulic cylinder 26.

부하 감지 제어 방식은 유압 실린더 제어 밸브(54)의 한 상의 압력 센서들(144 및 146)을 상하로 각각 배열함으로써 구현된다. 제 1 연통 링크(145) 및 제 2 연통 링크(147)는 압력 센서들(144 및 146)을 각각 제어기(114)로 동작 가능하게 연결할 수 있다. 압력 센서들은 각각의 센서 위치들에서의 압력을 나타내는 압력 신호를 제어기(114)로 송신하도록 구성될 수 있다. 제어기(114)는 제어 밸브(40)의 동작을 제어하기 위해, 제어기(114) 내에 포함되는 논리를 사용하여, 적절한 제어 신호를 포뮬레이팅(fornulating)하도록 압력 데이터를 사용한다. 제어 신호는 제어 링크(116)에 가로질러 액추에이터(42)로 송신될 수 있는 펄스폭 변조 신호를 포함할 수 있다. 액추에이터(42)는 수신된 신호에 응답하여 제어 밸브(40)를 개방하고 폐쇄한다. 제어기(114)는 바람직한 압력 마진(margin)에 있는 희망하는 플로우를 유압 실린더 제어 밸브(54)로 전달하도록 계산되는 제어 신호들에 대한 적절한 펄스폭을 결정한다. 제어기(114)는 유압 실린더 제어 밸브(54) 내의 오리피스에 걸친 압력 강하를 모니터링하고 오리피스에 걸친 원하는 압력 강하를 유지하는데 필요하다면 제어 신호를 조정할 수 있다. 예를 들어, 피스톤(140)의 종단(142)에 적용되는 반대의 힘을 증가시키면 압력 센서(146)에 의해 모니터링되는 하향 압력의 대응하는 증가 및 유압 실린더 제어 밸브(54) 내의 오리피스에 걸친 압력 강하의 대응하는 증가가 발생될 수 있다. 감소하는 압력 강하는 또한 유압 실린더(26)로의 유체의 유량에 대응하여 감소시키는 결과를 발생시킬 수 있다. 플로우의 감소를 보상하기 위해, 제어기(114)는 제어 밸브(40)의 동작을 제어하는 제어 신호의 듀티 사이클을 조정함으로써, 압력 센서(144)를 사용해서 모니터링되는 유압 실린더 제어 밸브(54)로의 유입구에서의 압력을 증가시킬 수 있다. 유입구로의 압력은, 피스톤(140)의 종단(142)에 적용되는 반대의 힘이 증가하기 전에, 존재하는 오리피스에 걸쳐서 동일한 압력 강하를 달성하는데 충분한 양으로 증가될 수 있다. 이 방식으로, 유압 실린더(26)로 전달되는 바람직한 유량, 따라서 피스톤의 액추에이팅 속도는 피스톤에 대하여 작용하는 힘들이 연속해서 섭동하고 있다는 사실에도 불구하고, 원하는 레벨로 유지될 수 있다.The load sensing control scheme is implemented by arranging the pressure sensors 144 and 146 of one phase of the hydraulic cylinder control valve 54 up and down, respectively. The first communication link 145 and the second communication link 147 can operatively connect the pressure sensors 144 and 146 to the controller 114, respectively. The pressure sensors can be configured to send a pressure signal to the controller 114 indicative of the pressure at the respective sensor locations. The controller 114 uses the pressure data to formulate appropriate control signals using logic included in the controller 114 to control the operation of the control valve 40. The control signal may comprise a pulse width modulated signal that may be transmitted to the actuator 42 across the control link 116. Actuator 42 opens and closes control valve 40 in response to the received signal. The controller 114 determines the appropriate pulse width for the control signals that are calculated to deliver the desired flow at the desired pressure margin to the hydraulic cylinder control valve 54. The controller 114 may monitor the pressure drop across the orifice in the hydraulic cylinder control valve 54 and adjust the control signal as needed to maintain the desired pressure drop across the orifice. For example, increasing the opposite force applied to the end 142 of the piston 140 causes a corresponding increase in the downward pressure monitored by the pressure sensor 146 and pressure across the orifice in the hydraulic cylinder control valve 54. A corresponding increase in drop can occur. The decreasing pressure drop may also result in a decrease corresponding to the flow rate of the fluid into the hydraulic cylinder 26. To compensate for the reduction in flow, the controller 114 adjusts the duty cycle of the control signal that controls the operation of the control valve 40 to the hydraulic cylinder control valve 54 that is monitored using the pressure sensor 144. Pressure at the inlet can be increased. The pressure to the inlet can be increased in an amount sufficient to achieve the same pressure drop over the existing orifice before the opposite force applied to the end 142 of the piston 140 increases. In this way, the desired flow rate delivered to the hydraulic cylinder 26, and thus the actuation speed of the piston, can be maintained at the desired level despite the fact that the forces acting on the piston are perturbing continuously.

폐쇄 루프 시스템은 또한 유압 모터(28)와 같은 유압 디바이스의 속도를 제어하는데 사용될 수 있다. 제어기(114)는 유압 모터(28)의 회전 속도를 나타내는 속도 센서(148)로부터 피드백 정보를 수신할 수 있다. 통신 링크(149)는 속도 센서(148)를 제어기(114)로 동작 가능하게 연결한다. 제어기(114)는 속도 데이터를 사용하여 제어기(114)에 의해 지시된 속도 및 속도 센서(148)에 의해 검출되는 바와 같은 유압 모터(28)의 실제 회전 속도 사이의 차이에 대응하는 속도 에러를 계산할 수 있다. 만일 속도 에러가 선택된 에러 범위 외부에 해당하면, 제어기(114)는 바람직한 속도에서 유압 모터(28)를 동작하도록 하기 위해 제어 밸브(70)의 듀티 사이클을 수정할 수 있다.Closed loop systems can also be used to control the speed of hydraulic devices such as hydraulic motors 28. The controller 114 may receive feedback information from the speed sensor 148 indicating the rotational speed of the hydraulic motor 28. The communication link 149 operatively connects the speed sensor 148 to the controller 114. The controller 114 uses the speed data to calculate a speed error corresponding to the difference between the speed indicated by the controller 114 and the actual rotational speed of the hydraulic motor 28 as detected by the speed sensor 148. Can be. If the speed error falls outside the selected error range, the controller 114 may modify the duty cycle of the control valve 70 to operate the hydraulic motor 28 at the desired speed.

폐쇄 루프 시스템은 또한 유압 디바이스(30)와 같은 유압 디바이스에 전달되는 유압 유체의 유량을 제어하는데 사용될 수 있다. 제어기(114)는 유압 디바이스(30)로 전달되는 유체의 유량을 나타내는 피드백 정보를 플로우 센서(150)로부터 수신할 수 있다. 연통 링크(151)는 플로우 센서(150)를 제어기(114)로 동작 가능하게 연결한다. 제어기(114)는 제어기(114)에 의해 지시된 유량 및 플로우 센서(150)에 의해 검출되는 바와 같은 실제 유량 사이의 차이에 대응하는 유량을 계산하는데 사용될 수 있다. 만일 플로우 에러가 선택된 에러 범위 외부에 해당하면, 제어기(114)는 바람직한 유량을 달성하기 위해 제어 밸브(86)의 듀티 사이클을 수정할 수 있다.Closed loop systems can also be used to control the flow rate of hydraulic fluid delivered to a hydraulic device, such as hydraulic device 30. The controller 114 may receive feedback information from the flow sensor 150 indicative of the flow rate of the fluid delivered to the hydraulic device 30. The communication link 151 operatively connects the flow sensor 150 to the controller 114. The controller 114 may be used to calculate the flow rate corresponding to the difference between the flow rate indicated by the controller 114 and the actual flow rate as detected by the flow sensor 150. If the flow error falls outside the selected error range, the controller 114 may modify the duty cycle of the control valve 86 to achieve the desired flow rate.

제어기(114)는 또한 최대 예비 압력(stnadby pressure)을 제어하기 위한 논리를 포함할 수 있다. 최대 예비 압력은 유압식 부하에 적용될 수 있는 최대 압력을 나타낸다. 디지털 고압력 예비 제어는 일반적으로 아날로그 유압 시스템에서 사용되는 고 예비 릴리프(relief)와 동일한 목적에 이바지한다. 그러나, 압력 릴리프 밸브는 백업 측정으로서 디지털 고압 예비 제어와 함께 사용될 수 있다. 최대 예비 압력 설정은 압력 릴리프 밸브가 사용되는 경우, 전형적으로 압력 릴리프 밸브의 압력 설정보다 낮게 설정된다. 이는 압력 릴리프 밸브가 정상 동작 조건 하에서 개방되는 것을 방지하는데, 왜냐하면 개방되면 원하지 않는 에너지의 손실이 발생하기 때문이다. 일단 압력이 최대 허용 가능한 레벨에 도달하면, 제어기(114)는 유압식 부하와 연관되는 제어 밸브의 동작을 영(0)으로 제어하는데 사용되는 제어 신호의 펄스폭을 조정할 수 있다. 이렇게 함으로써 제어 밸브가 폐쇄되어 압력의 어떠한 부가적인 등가가 방지된다.The controller 114 may also include logic to control the maximum preliminary pressure. The maximum preliminary pressure represents the maximum pressure that can be applied to the hydraulic load. Digital high pressure preliminary control generally serves the same purpose as the high reserve relief used in analog hydraulic systems. However, the pressure relief valve can be used with digital high pressure preliminary control as a backup measure. The maximum preliminary pressure setting is typically set lower than the pressure setting of the pressure relief valve when a pressure relief valve is used. This prevents the pressure relief valve from opening under normal operating conditions, since opening it causes unwanted loss of energy. Once the pressure reaches the maximum allowable level, the controller 114 can adjust the pulse width of the control signal used to control the operation of the control valve associated with the hydraulic load to zero. This closes the control valve to prevent any additional equivalence of pressure.

제어기(114)는 또한 저 예비 압력을 제어하기 위한 논리를 포함할 수 있다. 저 예비 압력 제어는, 부하가 어떠한 플로우도 필요로 하지 않을 때, 사전 결정된 최소 압력이 항상 유압식 부하로 전달되는 것을 보장하는데 도움을 주도록 동작한다. 최소 예비 압력은 유압식 부하가 예측 가능하고 알맞은 응답 방식으로 반응하도록 할 수 있다. 저 예비 압력은 유압식 부하와 연관되는 제어 밸브를 제어하기 위하여 협소 펄스폭을 갖는 펄스폭 변조 제어 신호를 발생시키는 제어기(114)에 의해 유지될 수 있다. 협소 펄스폭 제어 신호로 인해 밸브는 유효 개구를 가지게 되고, 유효 개구는 충분히 커서 충분한 플로우가 제어 밸브를 통과하도록 함으로써 최소 예비 압력 레벨로 압력을 유지하는 동안의 시스템 유출이 보상된다.The controller 114 may also include logic for controlling the low preliminary pressure. Low preliminary pressure control operates to help ensure that a predetermined minimum pressure is always delivered to the hydraulic load when the load does not require any flow. The minimum preliminary pressure can cause the hydraulic load to react in a predictable and appropriate response manner. The low preliminary pressure may be maintained by a controller 114 that generates a pulse width modulated control signal with a narrow pulse width to control the control valve associated with the hydraulic load. The narrow pulse width control signal causes the valve to have an effective opening and the effective opening is large enough to allow sufficient flow through the control valve to compensate for system outflow while maintaining pressure at the minimum preliminary pressure level.

저 압력 예비 제어는 예를 들어 유압 실린더(26)를 사용하는 동력 조향 시스템과 함께 사용될 수 있다. 저 예비 압력은 동력 조향 시스템이 중립 위치에 위치될 때 전형적으로 발생한다. 동력 조향 시스템이 중립 위치에 있는 경우, 제어기(114)는 유압 실린더 제어 밸브(54)에 요청된 압력을 유압 실린더(26)로 전달하라고 지시하기 위하여 저 예비 압력 명령 신호를 발생시킬 수 있다. 저 예비 압력은 충분하여, 유압 실린더(26)가 차량의 원하는 조향 배열을 견고하게 유지할 수 있고, 조향 메커니즘의 신속한 액츄에이션을 가능하게 한다. 실제로, 제어기(114)는 요청된 압력 레벨의 최대 및 저 예비 압력 레벨 중 어느 것이 더 높은지에 기반하여 제어 밸브를 동작시키기 위해 펄스폭 변조된 제어 신호를 포뮬레이팅할 수 있다.Low pressure preliminary control can be used, for example, with a power steering system using hydraulic cylinders 26. Low reserve pressures typically occur when the power steering system is located in a neutral position. When the power steering system is in the neutral position, the controller 114 may generate a low reserve pressure command signal to instruct the hydraulic cylinder control valve 54 to transfer the requested pressure to the hydraulic cylinder 26. The low preliminary pressure is sufficient so that the hydraulic cylinder 26 can firmly maintain the desired steering arrangement of the vehicle and enable quick actuation of the steering mechanism. In practice, the controller 114 may formulate a pulse width modulated control signal to operate the control valve based on which of the maximum and low preliminary pressure levels of the requested pressure level is higher.

도 2를 계속해서 참조하면, 제어 밸브(40)는 예시적으로 사십 퍼센트(40%) 듀티 사이클을 이용하는 것으로 도시되고: 제어 밸브(70)는 예시적으로 삼십 퍼센트(30%) 듀티 사이클을 이용하는 것으로 도시되고; 제어 밸브(86)는 예시적으로 이십 퍼센트(20%) 듀티 사이클을 이용하는 것으로 도시되고; 제어 밸브(100)는 예시적으로 십 퍼센트(10%) 듀티 사이클을 이용하는 것으로 도시된다. 도 2에 도시된 듀티 사이클은 단지 예를 목적으로 한 것임이 이해되어야 한다. 실제로, 제공된 제어 밸브에 대한 듀티 사이클은 도시된 것과는 다를 수 있고, 실제로, 변화하는 부하 요건들을 수용하기 위해 시간에 따라 변할 수 있다.With continued reference to FIG. 2, control valve 40 is illustratively shown using forty percent (40%) duty cycle: control valve 70 illustratively uses thirty percent (30%) duty cycle. Shown as; Control valve 86 is illustratively shown using a twenty percent (20%) duty cycle; Control valve 100 is illustratively shown using a ten percent (10%) duty cycle. It should be understood that the duty cycle shown in FIG. 2 is for example purposes only. Indeed, the duty cycle for a given control valve may differ from that shown and in practice may vary over time to accommodate changing load requirements.

계속해서 도 1 및 2를 참조하면, 제어 밸브들(40, 70, 86, 및 100)은 설명을 위해 이십(20) 밀리초들로 설정될 수 있는 공통 동작 기간을 사용한다. 상술한 바와 같이, 실제 동작 기간은 유압 시스템(100의 구성 및 동작 요건들에 따라 변할 수 있다. 제어 밸브들은 하나가 폐쇄되어 있을 때, 어떤 경우에는, 거의 폐쇄되어 있을 때 옆의 밸브는 개방되어 있는 방식으로 서로 순차적으로 액추에이팅된다. 순차적으로 액추에이팅되는 밸브들의 개방 및 폐쇄 시퀀스들이 서로 교차하는 상대적으로 짧은 시간 기간이 존재할지라도, 일반적으로 임의의 제공된 시간에서는 단 하나의 밸브만이 완전히 개방된다. 각각의 밸브는 일반적으로 제공된 동작 사이클 동안 단 한번 개방되고 폐쇄된다. 단일 동작 사이클은 이용 가능한 제어 밸브들의 적어도 하나의 서브세트를 통해 단 한 번만 순환한다. 밸브들이 순환되는 시퀀스를 동작 사이클들 사이에서 변할 수 있다.1 and 2, the control valves 40, 70, 86, and 100 use a common operating period that can be set to twenty (20) milliseconds for explanation. As mentioned above, the actual operating period may vary depending on the configuration and operating requirements of the hydraulic system 100. The control valves are open when one is closed, in some cases, when the next valve is almost closed. Are sequentially acted on each other in a way that, although there is a relatively short period of time in which the opening and closing sequences of the sequentially actuated valves intersect each other, generally only one valve at any given time is fully Each valve is normally opened and closed only once during a given operating cycle A single operating cycle cycles only once through at least one subset of the available control valves Operating cycles through which the valves are cycled Can change among them.

유압 시스템(10)을 동작시킬 때, 유압식 부하들의 플로우 요건들이 펌프(12)의 플로우 출력을 초과하는 경우들이 존재할 수 있다. 이것이 발생하면, 유압식 부하들 사이에 이용 가능한 흐림이 어떤 비율로 분배될 것인지에 대한 결정이 행해진다. 이는 각각의 유압식 부하에 우선순위 레벨을 할당함으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 우선순위 레벨 일(1)은 가장 높은 우선순위로 고려될 수 있고, 우선순위 레벨 이(2)는 두번째로 높은 우선순위로 고려될 수 있고, 이와 마찬가지로 고려될 수 있다. 각각의 유압식 부하에는 우선순위 레벨이 할당될 수 있다. 바이패스 회로에는 전형적으로 가장 낮은 우선순위 레벨이 할당된다.When operating the hydraulic system 10, there may be cases where the flow requirements of hydraulic loads exceed the flow output of the pump 12. When this occurs, a determination is made as to what percentage of the available blur will be distributed between the hydraulic loads. This can be accomplished by assigning a priority level to each hydraulic load. For example, priority level one (1) may be considered the highest priority, and priority level two (2) may be considered the second highest priority, and likewise considered. Each hydraulic load may be assigned a priority level. Bypass circuits are typically assigned the lowest priority level.

우선순위 할당들을 결정하는 데에는 다양한 기준들이 사용될 수 있고, 상기 기준은 무엇보다도 안전 관련문제들, 효율 고려사항들, 운영자 편의성을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 각각의 유압식 부하에는 개벌 우선순위 레벨이 할당될 수 있거나, 다수의 유압식 부하에는 특정 애플리케이션의 요건들에 따라 동일한 우선순위 레벨이 할당될 수 있다. 각각의 부하에 대한 우선순위 레벨 할당은 메모리(153)에 의해, 또는 메모리 또는 제어기(114)와 동작 가능하게 연결되는 시스템 레벨 전자 제어 유닛(electronic control unit: ECU)의 다른 유형의 저장 메커니즘 내에서와 같이 제어기(114) 내에 저장될 수 있다.Various criteria may be used to determine priority assignments, including but not limited to safety related issues, efficiency considerations, operator convenience, among others. Each hydraulic load may be assigned an individual priority level, or multiple hydraulic loads may be assigned the same priority level depending on the requirements of a particular application. Priority level assignment for each load may be by memory 153 or within another type of storage mechanism of a system level electronic control unit (ECU) that is operably connected to memory or controller 114. May be stored in the controller 114 as such.

이용 가능한 플로우는 유압식 부하들의 우선순위 레벨 랭킹에 기초하여 유압식 부하들로 분배될 수 있으므로, 가장 높은 우선순위 레벨(즉, 우선순위 레벨 1)이 할당된 유압식 부하들에는 자신들이 필요한 플로우 모두를 수용하고, 나머지 유압식 부하들은 감소된 플로우를 수용하거나 또는 플로우를 전혀 수용하지 않는다. 유체 회로들(32, 34, 36, 및 101)에 대한 가능한 우선순위 레벨 할당들 및 우선순위 레벨 할당들에 기초하는 그 결과에 따른 플로우 분배의 예는 아래 표 1에 도시되어 있다. 이를 설명하기 위해, 유압 펌프(12)는 백오십(150) 리터/분의 최대 출력을 갖는 것으로 가정된다. 설명을 위해, 유압 실린더(26)를 포함하는 제 1 유체 회로(32)는 우선순위 레벨 1로 할당된다. 제 2 및 제 3 유체 회로들(34 및 36)은 우선순위 레벨 2로 할당된다. 전형적으로 가장 낮은 우선순위 레벨로 할당되는 바이패스 유체 회로(101)는 우선순위 레벨 3으로 할당된다. 이 예에서, 제 1 유체 회로는 총 이용 가능한 플로우 또는 100리터/분의 2/3(66.7퍼센트)를 필요로 한다. 제 2 및 제 3 회로 이둘 모두는 이용 가능한 플로우의 1/3(33.3퍼센트)를 필요로 한다. 모든 세 유체 회로들의 총 플로우 요건이 펌프(12)로부터 이용 가능한 플로우를 초과하므로, 제 1 유체 회로보다 하위의 우선순위로 할당받은 제 2 및 제 3 유체 회로들은 자신들의 필요한 플로우의 일부만을 수용할 것이다. 제 1 유체 회로는 100리터/분의 자체의 총 플로우 요건을 수용할 것이다. 이는 50리터/분이 제 2 및 제 3 유체 회로들 사이에서 분배되도록 한다. 제 2 및 제 3 유체 회로들은 동일한 우선순위 레벨을 가지기 때문에, 나머지 50리터/분은 두 유체 회로들 사이에 균등하게, 각각의 회로가 25리터/분을 수용하도록 분할된다. 바이패스 유체 회로는 이 예에서 유체를 수용하지 않는데 왜냐하면 모든 이용가능한 유체가 다른 세 유체 회로들 사이에 분배되기 때문이다.The available flows can be distributed to hydraulic loads based on the priority level ranking of the hydraulic loads, so that hydraulic loads assigned the highest priority level (ie, priority level 1) accommodate all of the flows they need. And the remaining hydraulic loads accept the reduced flow or no flow at all. Examples of the resulting flow distribution based on the possible priority level assignments and priority level assignments for the fluid circuits 32, 34, 36, and 101 are shown in Table 1 below. To illustrate this, it is assumed that the hydraulic pump 12 has a maximum output of one hundred fifty-150 liters / minute. For illustration purposes, a first fluid circuit 32 comprising a hydraulic cylinder 26 is assigned a priority level of 1. The second and third fluid circuits 34 and 36 are assigned priority level two. Bypass fluid circuit 101, which is typically assigned at the lowest priority level, is assigned at priority level 3. In this example, the first fluid circuit requires 2/3 (66.7 percent) of the total available flow or 100 liters / minute. Both the second and third circuits require one third (33.3 percent) of the available flows. Since the total flow requirements of all three fluid circuits exceed the flow available from pump 12, the second and third fluid circuits assigned a lower priority than the first fluid circuit may only accept a portion of their required flow. will be. The first fluid circuit will accommodate its total flow requirement of 100 liters / minute. This allows 50 liters / minute to be distributed between the second and third fluid circuits. Since the second and third fluid circuits have the same priority level, the remaining 50 liters / minute are split evenly between the two fluid circuits, so that each circuit receives 25 liters / minute. The bypass fluid circuit does not receive fluid in this example because all available fluid is distributed between the other three fluid circuits.

총 이용 가능한 유량 = 150리터/분Total available flow rate = 150 liters / minute

유체 회로Fluid circuit 우선순위 레벨Priority level 필요한 플로우Required flow 필요한 플로우Required flow 지시되는 플로우Flow directed 실제 플로우Real flow 1 - 3 및 바이패스1 to 3 and bypass 1 - 3
1= 가장 높음
3= 가장 낮음1-3
1 = highest
3 = lowest 리터/분Liters / min 총 이용가능한 퍼센트Total available percentage 총 이용가능한 퍼센트Total available percentage 리터/분Liters / min 제 1 유체 회로(32)First Fluid Circuit 32 1One 100100 66.766.7 66.766.7 100100 제 2 유체 회로(34)Second fluid circuit 34 22 5050 33.333.3 16.6516.65 2525 제 3 유체 회로(36)Third Fluid Circuit 36 22 5050 33.333.3 16.6516.65 2525 바이패스 유체 회로(101)Bypass fluid circuit (101) 33 n/an / a 초과Excess 00 00

제어 밸브들이 액추에이팅되는 순서는 유압 시스템의 효율에 영향을 미칠 수 있다. 밸브들은 다양한 선택 기준에 따라, 예를 들어 증가하는 또는 감소하는 압력 순으로 순차적인 순서로 액추에이팅될 수 있다. 제어 밸브들이 액추에이팅되는 순서는 유압식 부하들, 예를 들어 유압식 부하들(26, 28, 및 30)의 압력 요건들에 기반하여 결정될 수 있다. 전형적으로, 유압식 부하에 가장 높은 압력 요건을 공급하는 제어 밸브가 우선 액추에이팅되고, 그 후에, 제어 밸브는 유압식 부하에 그 다음의 가장 높은 압력 요건들을 제공하는 등, 계속해서 순서대로 내려가면서, 모든 제어 밸브들이 액추에이팅될 때까지 계속된다. 특정한 유압식 부하가 압력을 필요로 하지 않는 경우, 비 동작 유압식 부하와 연관되는 제어 밸브는 특정 동작 사이클 동안 개방되지 않을 것이다. 바이패스 제어 밸브(100)는 전형적으로 된다면, 모든 나머지 제어 밸브들(즉, 제어 밸브들(40, 70, 및 86)이 액추에이팅된 이후에, 가장 나중에 액추에이팅된다. 일단 모든 제어 밸브들이 액추에이팅되면, 현재 동작 사이클이 완료되고 다음 동작 사이클이 개시될 수 있다.The order in which the control valves are actuated can affect the efficiency of the hydraulic system. The valves may be actuated in sequential order according to various selection criteria, for example in increasing or decreasing pressure order. The order in which the control valves are actuated can be determined based on the pressure requirements of hydraulic loads, for example hydraulic loads 26, 28, and 30. Typically, the control valve that supplies the highest pressure requirement to the hydraulic load is first actuated, and then the control valve continues down in order, such as providing the next highest pressure requirement to the hydraulic load, Continue until all control valves are actuated. If a particular hydraulic load does not require pressure, the control valve associated with the non-operating hydraulic load will not open during the particular operating cycle. Bypass control valve 100 is typically actuated last, after all remaining control valves (ie, control valves 40, 70, and 86) are actuated. Once actuated, the current operating cycle can be completed and the next operating cycle can begin.

제어 밸브들(40, 70, 86, 및 100)에 대한 가능한 시퀀스하는 순서의 예는 도 5에 도시되어 있다. 그래프에서의 상부 곡선(152)은 예를 들어 압력 센서(126)에 의해 측정되는 바와 같은(도 1을 참조하라) 예시적인 시스템 압력 프로파일(profile)을 나타낸다. 예시적인 개별 채널 압력 곡선들(154, 156, 및 158)은 유압식 부하들(26)로의 유입구에서 각각의 유압식 부하를 발생시키는 압력을 나타낸다. "채널 #1 압력" 곡선(154)은 유압 실린더(26)로의 유입구에서 측정된 바와 같은 시변 압력을 도시한다. "채널 #2 압력" 곡선(156)은 유압 모터(28)로의 유입구에서 측정된 바와 같은 시변 압력을 도시한다. "채널 #3 압력" 곡선(158)은 다방면 유압식 부하(30)로의 유입구에서 측정된 바와 같은 시변 압력을 도시한다. 도면의 하부에 도시되어 있는 일반적인 구형파 곡선(160)은 제어 밸브(40, 70, 86 및 100)의 개방 및 폐쇄 시퀀스를 그래프로 도시한다. "#1"로 라벨링된 펄스는 제어 밸브(40)의 예시적인 개방 및 폐쇄를 도시한다. "#2"로 라벨링된 펄스는 제어 밸브(70)의 예시적인 개방 및 폐쇄를 도시한다. "#3"로 라벨링된 펄스는 제어 밸브(80)의 예시적인 개방 및 폐쇄를 도시한다. "바이패스"로 라벨링된 펄스는 바이패스 제어 밸브(100)의 예시적인 개방 및 폐쇄를 도시한다. 유압 실린더(26)가 이 예에서 가장 높은 압력 요건들 가지기 때문에, 제어 밸브(40)는 순서에 따라, 유압 모터(28)의 동작을 제어하는 제어 밸브(70)에 의해, 그리고 다방면 유압 부하(30)의 동작을 제어하는 제어 밸브(86)에 의해 우선 액추에이팅될 것이다. 바이패스 제어 밸브(100)는 마지막에 액추에이팅된다. 후속 순서를 변경하는 것을 필요로 할 수 있는 유압식 부하들의 압력 요건들의 변화가 존재하지 않으면 후속 동작 사이클들에 대하여 동일한 시퀀스가 반복될 수 있다.An example of the possible sequencing order for the control valves 40, 70, 86, and 100 is shown in FIG. 5. The upper curve 152 in the graph represents an exemplary system pressure profile as measured by the pressure sensor 126 (see FIG. 1), for example. Exemplary individual channel pressure curves 154, 156, and 158 represent the pressures that generate each hydraulic load at the inlet to the hydraulic loads 26. The "channel # 1 pressure" curve 154 shows the time varying pressure as measured at the inlet to the hydraulic cylinder 26. “Channel # 2 pressure” curve 156 shows the time varying pressure as measured at the inlet to the hydraulic motor 28. “Channel # 3 pressure” curve 158 shows the time varying pressure as measured at the inlet to the manifold hydraulic load 30. A typical square wave curve 160, shown at the bottom of the figure, graphically illustrates the opening and closing sequence of the control valves 40, 70, 86 and 100. The pulse labeled "# 1" shows an exemplary opening and closing of the control valve 40. The pulse labeled "# 2" shows an exemplary opening and closing of the control valve 70. The pulse labeled "# 3" shows an exemplary opening and closing of the control valve 80. The pulse labeled “Bypass” shows an exemplary opening and closing of the bypass control valve 100. Since the hydraulic cylinder 26 has the highest pressure requirements in this example, the control valve 40 is in turn ordered by the control valve 70, which controls the operation of the hydraulic motor 28, and the manifold hydraulic load ( It will first be actuated by a control valve 86 that controls the operation of 30. The bypass control valve 100 is last actuated. The same sequence can be repeated for subsequent operating cycles if there is no change in the pressure requirements of the hydraulic loads that may require changing the subsequent order.

제어 밸브들이 시퀀스되는 순서는 항상 일관되는 것은 아닐 수 있다. 시퀀스하는 순서는 동작 사이클들 사이에서, 일부 경우들에서, 동작 사이클을 통하는 도중에 부하 압력 요건들과 같은, 동작 조건들의 변화들을 수용하도록 변할 수 있다. 유압 부하의 압력 요건이 나머지 유압식 부하들 중 하나 이상의 압력 요건들보다 더 높은 경우, 시퀀스하는 순서는 제어 밸브들이 계속해서 가장 높은 압력 요건들로부터 가장 낮은 압력 요건들로 시퀀스화하도록 재순서화될 수 있다. 예를 들어, 도 5에서, 유압 실린터(26)는 가장 높은 압력 요건을 갖는 것으로 도시되어 순서상 유압 모터(28) 및 다목적 유압식 부하(30)에 선행한다. 따라서 제어 밸브들은 내림 차순으로 시퀀스되므로, 제어 밸브(40)가 순서 면에서 제어 밸브들(70 및 86)에 선행하여 가장 먼저 액추에이팅된다. 바이패스 밸브(100)는 가장 나중에 액추에이팅된다. 다목적 유압식 부하(30)의 압력 요건이 유압 모터(28)의 압력 요건보다 더 높아지게 되면, 예를 들어, 도 6a에 도시되는 바와 같이, 시퀀스하는 순서가 재정렬되어서, 제어 밸브(86)가 재어 밸브(70) 이전에 액추에이팅되도록 할 수 있다. 수정된 시퀀스한 순서가 도 6b에 도시된다. 시퀀스하는 순서는 재추정되고 필요한 경우 각각의 후속 동작 사이클의 시작 시에 조정될 수 있다. 동작 기간은 또한 동작 사이클들 사이에서 가변될 수 있다.The order in which the control valves are sequenced may not always be consistent. The order of sequencing can be varied to accommodate changes in operating conditions, such as load pressure requirements, between operating cycles, and in some cases during the operating cycle. If the pressure requirement of the hydraulic load is higher than the pressure requirements of one or more of the remaining hydraulic loads, the sequence of sequencing can be re-ordered so that the control valves continue to sequence from the highest pressure requirements to the lowest pressure requirements. . For example, in FIG. 5, the hydraulic cylinder 26 is shown to have the highest pressure requirement, in order to precede the hydraulic motor 28 and the multipurpose hydraulic load 30. The control valves are thus sequenced in descending order, so that the control valve 40 is actuated first in advance in order to precede the control valves 70 and 86. Bypass valve 100 is last actuated. When the pressure requirement of the multipurpose hydraulic load 30 becomes higher than the pressure requirement of the hydraulic motor 28, the sequence of sequencing is rearranged, for example, as shown in FIG. 6A, so that the control valve 86 is weighed. 70 may be actuated before. The modified sequence sequence is shown in FIG. 6B. The order of sequencing can be reestimated and adjusted as necessary at the beginning of each subsequent operating cycle. The operation period can also vary between operating cycles.

전반적인 시스템 성능의 개선점들은 동작 사이클을 통과하는 도중에 제어 밸브의 펄스폭을 조정하여 유압식 부하의 플로우 요건들의 변화를 수용함으로써 실현될 수 있다. 이는 동작 사이클의 시작 시에 각각의 유압식 부하에 대한 펄스폭을 결정하고 동작 사이클의 지속기간 동안 동일한 펄스폭을 유지하는 것과 대조된다. 펄스폭이 동작 사이클을 통과하는 도중에 조정되는 진행하는 펄스폭 제어는 시스템의 동작 사이클 주파수에 의해 직접 영향을 받는 시스템 대역폭을 개선할 수 있다. 진행하는 펄스폭 제어의 예시적인 구현예는 도 8a 및 8b에 그래프로 도시된다. 도 8a는 각각의 유압식 부하 및 바이패스(도 8a에서 각각 "1", "2", "3" 및 "바이패스"로 지정됨)에 대한 펄스폭이 동작 사이클의 시작 시에 결정되는 동작 사이클을 도시한다. 도 8a에서 도시되는 예에서, 동작 사이클은 도 8a에서 선으로 표시된 "커런트(Current)"에 의해 식별되는 방식으로 진행하였다. 제어 밸브(2)(도 8a에서 "2"로 라벨링됨)는 현재 대응하는 부하에 플로우를 공급하는 프로세스 중에 있다. 자체의 듀티 사이클을 통하는 도중에는 제어 밸브(2)와 연관된 유압식 부하의 플로우 요건의 증가 상태에 있는 것으로 가정한다. 증가되는 플로우 요구를 수용하기 위해서, 제어 밸브(2)를 제어하기 위해 사용되는 제어 신호의 펄스폭이 증가될 것이고 제어 밸브(3) 또는 바이패스를 제어하기 위해 사용되는 신호의 펄스폭은 제어 밸브(2)와 연관되는 펄스폭의 증가에 비례하여 감소될 것이다. 제어 밸브(2)와 연관되는 유압식 부하의 증가되는 플로우 요건들을 수용하기 위한 듀티 사이클로의 변화는 도 8b에 반영된다. 제어 밸브(1)와 연관되는 유압식 부하의 플로우 요건들이 이미 현재 동작 사이클 내에서 만족하였기 때문에, 자체의 플로우 요건들에서의 어떠한 변화들도 다음 동작 사이클까지 수용되지 않을 것이다. Improvements in overall system performance can be realized by adjusting the pulse width of the control valve during the course of the operating cycle to accommodate changes in the flow requirements of the hydraulic load. This is in contrast to determining the pulse width for each hydraulic load at the start of the operating cycle and maintaining the same pulse width for the duration of the operating cycle. Ongoing pulse width control, in which the pulse width is adjusted during the course of the operating cycle, can improve system bandwidth directly affected by the operating cycle frequency of the system. An example implementation of ongoing pulse width control is shown graphically in FIGS. 8A and 8B. FIG. 8A shows an operating cycle in which the pulse widths for each hydraulic load and bypass (designated as "1", "2", "3" and "bypass" respectively in FIG. 8A) are determined at the start of the operating cycle. Illustrated. In the example shown in FIG. 8A, the operation cycle proceeded in a manner identified by “Current” indicated by lines in FIG. 8A. Control valve 2 (labeled “2” in FIG. 8A) is currently in the process of supplying flow to the corresponding load. It is assumed that during the course of its duty cycle the flow requirements of the hydraulic loads associated with the control valve 2 are in an increased state. To accommodate the increased flow demand, the pulse width of the control signal used to control the control valve 2 will be increased and the pulse width of the signal used to control the control valve 3 or bypass will be controlled by the control valve. It will be reduced in proportion to the increase in pulse width associated with (2). The change in duty cycle to accommodate the increasing flow requirements of the hydraulic load associated with the control valve 2 is reflected in FIG. 8B. Since the flow requirements of the hydraulic load associated with the control valve 1 have already been satisfied in the current operating cycle, no changes in their flow requirements will be accepted until the next operating cycle.

다시 도 5를 참조하면, 하나의 제어 밸브가 폐쇄되고 다음 제어 밸브가 개방되는 타이밍은 유압 시스템의 효율에 영향을 미칠 수 있다. 한 밸브의 폐쇄 및 다음 밸브의 개방 사이의 시간 지연의 효과적인 제어는 제 1 유체 회로(32), 제 2 유체 회로(34), 제 3 유체 회로(36) 및 바이패스 유체 회로(101)(도 1을 참조하라)와 같은 유체 회로들 사이에서의 전이 동안 발생할 수 있는 에너지 손실들을 최소화하는데 도움을 줄 수 있다. 시간 지연은 도 5에서 "△t"로 식별된다. 제 1 시간 지연(△t1)은 바이패스 밸브(100)를 폐쇄하기 시작하는 것과 제어 밸브(40)를 폐쇄하기 시작하는 것 사이의 지연을 나타낸다. 제 2 시간 지연(△t2)은 제어 밸브(40)를 폐쇄하기 시작하는 것과 제어 밸브(70)를 개방하기 시작하는 것 사이의 지연을 나타낸다. 제 3 시간 지연(△t3)은 제어 밸브(70)를 폐쇄하기 시작하는 것과 제어 밸브(86)를 개방하기 시작하는 것 사이의 지연을 나타낸다. 제 4 시간 지연(△t4)은 제어 밸브(86)를 폐쇄하기 시작하는 것과 제어 밸브(100)를 개방하기 시작하는 것 사이의 지연을 나타낸다.Referring again to FIG. 5, the timing at which one control valve is closed and the next control valve is open can affect the efficiency of the hydraulic system. Effective control of the time delay between the closing of one valve and the opening of the next valve is achieved by first fluid circuit 32, second fluid circuit 34, third fluid circuit 36 and bypass fluid circuit 101 (FIG. And energy losses that can occur during transitions between fluidic circuits. The time delay is identified by "Δt" in FIG. The first time delay Δt 1 represents the delay between starting to close the bypass valve 100 and starting to close the control valve 40. The second time delay Δt 2 represents the delay between starting to close the control valve 40 and starting to open the control valve 70. The third time delay Δt 3 represents the delay between starting to close the control valve 70 and starting to open the control valve 86. The fourth time delay Δt 4 represents the delay between starting to close the control valve 86 and starting to open the control valve 100.

적절한 시간 지연을 결정하는데 고려될 수 있는 요인들은 펌프(12) 및 제어 밸브들(40, 70, 86 및 100) 사이의 유체 공급 회로의 체적 및 컴플라이언스를 포함할 수 있다. 시간 지연은 또한 유체 회로들 사이의 압력차의 함수일 수 있다.Factors that may be considered in determining an appropriate time delay may include the volume and compliance of the fluid supply circuit between the pump 12 and the control valves 40, 70, 86, and 100. The time delay can also be a function of the pressure difference between the fluid circuits.

하나의 제어 밸브를 폐쇄하기 시작하는 것과 다음 연속의 제어 밸브를 개방하기 시작하는 것 사이의 시간 지연이 지나치게 길면, 제어 밸브로 이어지는 공급 회로에 존재하는 유체가 압축되므로 에너지가 소비되기 때문에, 시스템 압력에서 스파이크를 야기할 수 있다. 이 현상이 도 7b에서 그래프로 도시된다. 도 7b에서의 상부 그래프는 제 1 제어 밸브가 폐쇄되고 다음 제어 밸브가 개방될 때 시스템 압력(P)(예를 들어 도 1에서의 압력 센서(126)에 의해 감지되는 압력)의 예시적인 변화를 도시한다. 도 7b에서의 하부 그래프는 두 제어 밸브들의 예시적인 개방 및 폐쇄를 그래프로 도시한다. 밸브들은 (Aor)에서 완전히 개방된다. 하위 곡선의 좌측 부분은 제 1 밸브의 폐쇄를 그래프로 도시하고 곡선의 우측 부분은 제 2 밸브의 개방을 그래프로 도시한다. 시간 지연이 짧기 때문에 유압 펌프 및 제어 밸브 사이(즉, 도 1에서 펌프 토출 통로(22))의 유체 공급 회로 내에 존재하는 유체는 압축되어, 도 7b의 상부 압력 곡선에서 관찰될 수 있는 압력에서 스파이크를 발생시킨다.If the time delay between starting to close one control valve and opening the next continuous control valve is too long, the system pressure is reduced because energy is consumed because the fluid present in the supply circuit leading to the control valve is compressed. Can cause spikes. This phenomenon is shown graphically in FIG. 7B. The upper graph in FIG. 7B shows an exemplary change in system pressure P (eg, pressure sensed by pressure sensor 126 in FIG. 1) when the first control valve is closed and the next control valve is opened. Illustrated. The bottom graph in FIG. 7B graphically illustrates an exemplary opening and closing of two control valves. The valves are fully open at (A or ). The left part of the lower curve graphically shows the closing of the first valve and the right part of the curve graphically shows the opening of the second valve. Due to the short time delay, the fluid present in the fluid supply circuit between the hydraulic pump and the control valve (i.e., the pump discharge passage 22 in Figure 1) is compressed to spike at a pressure that can be observed in the upper pressure curve of Figure 7b. Generates.

하나의 밸브의 폐쇄를 개시하는 것과 다음 연속하는 밸브의 개방을 개시하는 것 사이의 지연이 너무 짧은 경우, 유체는 이전 유압식 부하(밸브(1))로부터 다음 유압식 부하(밸브(2))로 역으로 플로우할 수 있다. 이 현상은 도 7a에서 그래프로 도시된다. 도 7a에서의 상부 곡선은 제 1 제어 밸브가 폐쇄되고 다음 제어 밸브가 개방될 때의 시스템 압력(P)의 예시적인 변화를 도시한다. 도 7a에서의 하부 곡선은 제어 밸브들의 예시적인 개방 및 폐쇄를 그래프로 나타낸다. 밸브들은 (Aor)에서 완전히 개방된다. 이 예에서, 제 2 제어 밸브는 제 1 제어 밸브가 완전히 폐쇄되기 전까지 개방하기 시작한다. 도 7a의 상부 그래프에 도시된 시스템 압력은 제 1 제어 밸브가 폐쇄하기 시작될 때 강하하기 시작한다. 짧은 시간 지연을 갖는 것이 효율 면에서 반드시 강하의 결과를 초래하지 않을지라도, 이는 그럼에도, 예를 들어 유체가 유압식 부하로부터 탱크, 예를 들어 유체 저장소(18)로 역류하지 않으면, 유압식 부하에 의해 요구되는 순 플로우를 제공할 제어 신호 펄스폭을 결정할 때 처리될 수 있다. 따라서, 바이패스 제어 회로를 폐쇄하기 시작하는 것과 시퀀스에서 제 1 제어 밸브를 개방하기 시작하는 것 사이의 시간 지연, 및 시퀀스에서 최종 제어 밸브를 폐쇄하기 시작하는 것과 바이패스 밸브를 개방하기 사장하는 것 사이의 시간 지연을 최적화하는 것이 바람직할 수 있다. 적절한 시간 지연을 결정하는 것은 도 7a에 도시되는 바와 같이, 제어 밸브들 사이에서 발생하는 역류의 양을 최소화하는 것과, 도 7b에 도시되는 바와 같이, 시스템 압력 스파이크들의 발생을 최소화하는 것 사이의 절충안을 수반할 수 있다.If the delay between initiating the closing of one valve and initiating the opening of the next consecutive valve is too short, the fluid is reversed from the previous hydraulic load (valve 1) to the next hydraulic load (valve 2). To flow. This phenomenon is shown graphically in FIG. 7A. The upper curve in FIG. 7A shows an exemplary change in system pressure P when the first control valve is closed and the next control valve is opened. The lower curve in FIG. 7A graphically illustrates exemplary opening and closing of control valves. The valves are fully open at (A or ). In this example, the second control valve begins to open until the first control valve is fully closed. The system pressure shown in the upper graph of FIG. 7A starts to drop when the first control valve begins to close. Although having a short time delay does not necessarily result in a drop in efficiency, this is nevertheless required by the hydraulic load, for example if the fluid does not flow back from the hydraulic load to the tank, for example the fluid reservoir 18. May be processed when determining the control signal pulse width to provide the net flow to be. Thus, the time delay between starting to close the bypass control circuit and opening the first control valve in the sequence, and starting to close the final control valve in the sequence and to open the bypass valve. It may be desirable to optimize the time delay between. Determining an appropriate time delay is a compromise between minimizing the amount of backflow occurring between the control valves, as shown in FIG. 7A, and minimizing the occurrence of system pressure spikes, as shown in FIG. 7B. May be accompanied.

시간 지연(△t)은 다음의 식을 사용하여 결정된다:The time delay Δt is determined using the following equation:

△t = α * △P + TimeDelayAdderΔt = α * ΔP + TimeDelayAdder

여기서:here:

△t(시간 지연)은 하나의 제어 밸브를 폐쇄하기 시작하는 것과 다음 후속 밸브를 개방하기 시작하는 것 사이의 시간 기간이다(예를 들어 도 5를 참조하라);Δt (time delay) is the time period between starting to close one control valve and to start opening the next subsequent valve (see eg FIG. 5);

α는, 예를 들어 밸브 전이 속도, 밸브 마찰, 펌프 유량, 열적 효과들, 유압 유체의 유효 부피 계수, 및 내부 펌프 또는 밸브 매니폴드(manifold)의 내부 체적에 좌우될 수 있는 다양한 파라미터들이다;α is various parameters that may depend, for example, on valve transition speed, valve friction, pump flow rate, thermal effects, effective volume coefficient of hydraulic fluid, and internal volume of an internal pump or valve manifold;

△P는 유압식 부하 및 펌프의 배출구 사이의 압력차이다; 그리고ΔP is the pressure difference between the hydraulic load and the outlet of the pump; And

TimeDelayAdder은 시간 지연을 최적화하기 위해 실험상 결정된 정정 계수이다.TimeDelayAdder is an experimentally determined correction factor to optimize the time delay.

예를 들어, α가 매니폴드 체적에 좌우되는 경우들에서, 펌프 유량, 및 유압 유체의 유효 부피 계수, 시간 지연(△t)은 다음의 식을 사용하여 결정될 수 있다:For example, in cases where α depends on the manifold volume, the pump flow rate, and the effective volume factor, time delay Δt of the hydraulic fluid, can be determined using the following equation:

Figure pct00001
Figure pct00001

여기서:here:

△t(시간 지연)은 하나의 제어 밸브를 폐쇄하기 시작하는 것과 다음 후속 밸브를 개방하기 시작하는 것 사이의 시간 기간이다(예를 들어 도 5를 참조하라);Δt (time delay) is the time period between starting to close one control valve and to start opening the next subsequent valve (see eg FIG. 5);

△P는 유압식 부하 및 펌프의 배출구 사이의 압력차이다;ΔP is the pressure difference between the hydraulic load and the outlet of the pump;

V는 펌프 배출구 및 제어 밸브의 유입구 사이의 유체 회로의 유체 체적이다;V is the fluid volume of the fluid circuit between the pump outlet and the inlet of the control valve;

β는 유압 시스템의 유효 부피 계수이다;β is the effective volume factor of the hydraulic system;

Q는 펌프의 유량이다; 그리고Q is the flow rate of the pump; And

TimeDelayAdder은 시간 지연을 최적화하기 위해 실험상 결정된 정정 계수이다.TimeDelayAdder is an experimentally determined correction factor to optimize the time delay.

부피 계수는 다음의 식을 사용하여 결정될 수 있다:The volume coefficient can be determined using the following formula:

Figure pct00002
Figure pct00002

부피 계수는 압력에 따라 비선형으로 변한다. 유압 유체의 부피 계수는 온도, 비말식 공기(entrained air), 유체 조성물, 및 다른 물리적 파라미터들의 함수이다. 유압 시스템의 부피 계수는 유압 시스템 하드웨어의 체적 및 강도를 나타내고 적절한 시간 지연을 결정하는데 있어서의 요인이다. 유압 시스템의 유효 부피 계수는 유체의 부피 계수 및 시스템 하드웨어의 부피 계수를 컴파일(compile)한 것이다. 실제로, 부피 계수는 크게 변할 수 있고, 가능한 경우, 시간 지연을 계산하는데 사용하기 위한 정확한 부피 계수를 획득하는데 측정될 수 있다. 유효 부피 계수의 측정은 예를 들어 모든 제어 밸브들(40, 70, 86, 및 100)이 폐쇄된 때에 펌프(12)로부터의 유체 플로우의 함수로서 유체 시스템(10)에서의 압력 상승을 모니터링함으로써 달성될 수 있다. 펌프 플로우는 다음 식을 사용하여 근사화될 수 있다:The volume coefficient changes nonlinearly with pressure. The volume coefficient of the hydraulic fluid is a function of temperature, entrained air, fluid composition, and other physical parameters. The volume coefficient of the hydraulic system represents the volume and strength of the hydraulic system hardware and is a factor in determining the appropriate time delay. The effective volume factor of the hydraulic system is a compilation of the volume factor of the fluid and the volume factor of the system hardware. In practice, the volume coefficient can vary greatly and, if possible, can be measured to obtain an accurate volume coefficient for use in calculating the time delay. The measurement of the effective volume factor is for example by monitoring the pressure rise in the fluid system 10 as a function of the fluid flow from the pump 12 when all the control valves 40, 70, 86, and 100 are closed. Can be achieved. The pump flow can be approximated using the following equation:

펌프 플로우 = (분당 펌프 회전수(RPM)) × (펌프 회전 당 펌프 변위) × (근사 체적 효율)Pump flow = (pump revolutions per minute (RPM)) × (pump displacement per pump revolution) × (approximate volumetric efficiency)

압력 상승은 펌프(12) 및 제어 밸브들(40, 70, 86, 및 100) 사이의 유체 공급 회로 내에 위치되는 압력 센서(즉, 도 1에서의 압력 센서(126))를 사용하여 모니터링될 수 있다. 유효 부피 계수의 맵을 압력의 함수로서 포함하는 검색표는 시간 지연을 계산하는데 사용하기 위하여 생성되고 제어기(114)의 메모리(163) 내에 저장될 수 있다.Pressure rise can be monitored using a pressure sensor (ie, pressure sensor 126 in FIG. 1) located in the fluid supply circuit between pump 12 and control valves 40, 70, 86, and 100. have. A lookup table that includes a map of effective volume coefficients as a function of pressure can be generated and stored in memory 163 of controller 114 for use in calculating the time delay.

부피 계수는 초기 동작 맵을 제공하기 위해 유압 시스템의 초기 개시 동안 매핑될 수 있다. 부피 계수는 유압 유체가 정상 상태 조건에 도달할 때까지 가열되면서 주기적으로 측정될 수 있다. 이전에 동작하는 사이클들 동안 획득되는 유사한 시스템 조건들에 대한 부피 계수 맵들은 비교될 수 있고 유압 시스템의 상태를 추정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 부피 계수의 실질적인 감소는 유압 유체에서의 비말식 공기의 현저한 증가, 또는 유압 시스템 호스 또는 파이프에서 고장이 임박했음을 나타낼 수 있다.Volume coefficients may be mapped during initial initiation of the hydraulic system to provide an initial operational map. The volume coefficient can be measured periodically while the hydraulic fluid is heated until it reaches steady state conditions. Volume coefficient maps for similar system conditions obtained during previously operating cycles can be compared and used to estimate the state of the hydraulic system. For example, a substantial decrease in the volume coefficient may indicate a significant increase in splash air in the hydraulic fluid, or impending failure in the hydraulic system hoses or pipes.

시간 지연(△t)을 계산하기 위한 식에 포함되는 TimeDelayAdder 파라미터는 시간 지연(△t)을 최적화하기 위한 정정 계수이다. α 파라미터 및 TimeDelayAdder 파라미터는 실험을 통해 결정될 수 있다. 예를 들어 식(△PV/βQ), 또는 다른 기능 함수 관계식에 대응할 수 있는 시간 지연 식의 α항은 하나의 제어 밸브를 폐쇄하기 시작하는 것과 다음 연속하는 밸브를 개방하는 것 사이의 지연의 양을 추정치를 제공한다. 그러나, 이는 단지 추정치이므로, 계산된 시간 지연(△t)은 최소화하는 시스템 압력 스파이크들 및 연속해서 액추에이팅되는 제어 밸브들 사이에서 발생하는 역류 사이에 최적의 균형을 발생시킬 수 없다.The TimeDelayAdder parameter included in the equation for calculating the time delay Δt is a correction factor for optimizing the time delay Δt. The α parameter and the TimeDelayAdder parameter can be determined through experiments. For example, the α term of the time delay equation, which can correspond to the equation (ΔPV / βQ), or other functional function relation, is the amount of delay between starting to close one control valve and opening the next consecutive valve. Gives an estimate. However, since this is only an estimate, the calculated time delay [Delta] t cannot produce an optimal balance between system pressure spikes that minimize and backflow occurring between successively actuated control valves.

시간 지연(△t)의 유효성은 적어도 부분적으로 시스템 압력 내에서의 스파이크들 및 하나의 제어 밸브로부터 다음 제어 밸브로의 역류 이 둘과 연관되는 손실들을 적어도 부분적으로 처리하는 대응하는 시가 지연 압력 에러를 계산함으로써 평가될 수 있다. 시간 지연 압력 에러는 다음의 식을 사용하여 계산될 수 있다:The effectiveness of the time delay [Delta] t is at least partially related to the corresponding time delay pressure error that at least partially handles losses associated with both spikes in the system pressure and backflow from one control valve to the next control valve. Can be evaluated by calculation. The time delay pressure error can be calculated using the following equation:

시간 지연 압력 에러 = MAX[Ppump-(Pload-△Pvalue),0]+ABS(MIN[Ppump-Pload,0])Time delay pressure error = MAX [P pump- (P load- △ P value ), 0] + ABS (MIN [P pump -P load , 0])

여기서:here:

Ppump는 예를 들어 압력 센서(126)를 사용하여 검출되는 바와 같이, 펌프(12)로부터 출력되는 압력이다;P pump is the pressure output from the pump 12, for example as detected using the pressure sensor 126;

Pload는 유압식 부하(즉, 유압식 부하들(26, 28, 및 30))로 전달되는 압력이다; 그리고P load is the pressure delivered to the hydraulic load (ie, hydraulic loads 26, 28, and 30); And

△Pvalue는 제어 밸브(즉, 제어 밸브들(40, 70, 86, 및 100)에 걸친 정상 상태 압력 강하이다.ΔP value is the steady state pressure drop across the control valve (ie, control valves 40, 70, 86, and 100).

제어 밸브에 걸친 정상 상태 압력 강하(△Pvalue)는 제어기(114)의 메모리(153) 내에 저장되는 검색표로부터 획득될 수 있고, 여기서 정상 상태 압력 강하는 펌프(12)의 유량과 상관된다. 펌프(12)의 유량은 측정된 펌프 RPM을 사용하여 계산될 수 있고, RPM은 속도 센서(124) 및 이전에 기술된 펌프 플로우를 결정하기 위한 식을 사용하여 계산될 수 있다.The steady state pressure drop ΔP value across the control valve may be obtained from a lookup table stored in the memory 153 of the controller 114, where the steady state pressure drop is correlated with the flow rate of the pump 12. The flow rate of the pump 12 can be calculated using the measured pump RPM, and the RPM can be calculated using the speed sensor 124 and the equation for determining the previously described pump flow.

시간 지연 압력 에러의 실체는 도 9 내지 11을 참조하면 더 양호하게 이해될 수 있다. 도 9는 밸브들이 연속해서 개방되고 폐쇄될 때 세 개별 제어 밸브들(즉, 제어 밸브들(40, 70, 및 86)에 걸쳐서 발생하는 압력 강하에서의 예시적인 섭동을 그래프로 도시한다. 세 제어 밸브들은 이전에 서술된 방식으로 차례로 액추에이팅될 수 있다. 이 예에서, 제어 밸브(40)가 우선 개방되고, 이후에 순서대로 제어 밸브(70) 및 제어 밸브(86)가 개방된다. 각각의 제어 밸브에 걸친 압력 강하는 제어 밸브가 우선 개방하기 시작하는 지점에서 시작하여 계속해서 밸브가 완전히 폐쇄될 때까지 트래킹된다. 밸브들에 걸친 정상 상태 압력 강하는 모든 세 밸브들에 대하여 동일하고 도 9 및 11에서와 같이 표시되는 수평선에 의해 표시된다. 그러나, 각각의 밸브는 반드시 동일한 압력 강하를 가질 필요는 없음이 이해될 것이다. 연속하는 제어 밸브들에 대한 압력 강하 곡선들은 하나의 밸브가 폐쇄하고 다음 밸브가 개방하는 전이 기간 동안 적어도 부분적으로 중첩될 수 있다. 이는 실질적으로 이전 밸브가 완전히 폐쇄되기 전에 액추에이팅되는 밸브가 개방을 시작한다는 사실에 기인한다.The substance of the time delay pressure error can be better understood with reference to FIGS. 9 to 11. Figure 9 graphically shows an exemplary perturbation in the pressure drop that occurs over three individual control valves (ie, control valves 40, 70, and 86) when the valves are opened and closed successively. The valves may be actuated in turn in the manner previously described In this example, the control valve 40 is first opened and then the control valve 70 and the control valve 86 are opened in sequence. The pressure drop across the control valve of is tracked starting from the point where the control valve first begins to open and continuing until the valve is fully closed.The steady state pressure drop across the valves is the same for all three valves. It is understood by the horizontal lines indicated as 9 and 11. However, it will be understood that each valve does not necessarily have the same pressure drop. Curves are one of valve closing, and can overlap at least in part, for the next transition period during which the valve is open, which due to the fact that substantially before the valve starts to open valve that is actuated before it is fully closed.

도 9로부터 관찰될 수 있는 바와 같이, 제공된 제어 밸브에 걸친 압력 강하는 밸브가 자체의 개방 및 폐쇄 위치들 사이에서 전이할 때 밸브의 대응하는 정상 상태 압력 강하로부터 현저하게 변할 수 있다. 압력 강하 곡선들로부터, 전이 기간 동안 발생할 수 있는 비효율들을 검출하는 것이 가능할 수 있다. 예를 들어, 밸브가 개방되고 있을 때 발생하는 정상 상태 압력 강하를 초과하는 제공된 제어 밸브에 걸친 압력 강하에서의 스파이크(즉, 도 9에서의 압력 스파이크(162, 164, 및 166)는 시간 지연(△t)이 아주 짧아서, 유체가 폐쇄하고 있는 제어 밸브로부터 개방하고 있는 제어 밸브로 역류하도록 할 수 있다. 제어 밸브가 폐쇄되고 있을 때 발생하는 제공된 제어 밸브에 걸친 음의 압력 강하(즉, 음의 압력 강하들(168, 170, 및 172))는 유체가 폐쇄하고 있는 제어 밸브로부터 유체를 제어 밸브로 공급하는 통로(예를 들어, 펌프 토출 통로(22))로 플로우하고 있음을 나타낸다. 제어 밸브가 폐쇄하고 있을 때 발생하는 정상 상태 압력을 초과하는 제공된 제어 밸브에 걸친 압력 강하에서의 스파이크(즉, 도 11에서 압력 스파이크(167))는 시간 지연(△t)이 아주 길어서, 시스템 압력에서 스파이크를 발생시키는 것을 나타낼 수 있다.As can be observed from FIG. 9, the pressure drop across the provided control valve can vary significantly from the corresponding steady state pressure drop of the valve as the valve transitions between its open and closed positions. From the pressure drop curves, it may be possible to detect inefficiencies that may occur during the transition period. For example, spikes at a pressure drop across a given control valve that exceeds the steady state pressure drop that occurs when the valve is open (ie, pressure spikes 162, 164, and 166 in FIG. 9) may result in a time delay ( Δt) is so short that fluid can flow back from the closed control valve to the open control valve A negative pressure drop across the provided control valve that occurs when the control valve is closed (ie, negative Pressure drops 168, 170, and 172 indicate that the fluid is flowing from a closed control valve to a passage for supplying fluid to the control valve (eg, pump discharge passage 22). Spikes in the pressure drop across the provided control valve (i.e. pressure spike 167 in FIG. 11) exceeding the steady state pressure that occurs when the valve is closed has a very long time delay [Delta] t, It may indicate that generates a spike in system pressure.

도 11은 제어 밸브(70)가 폐쇄하고 있는 것과 제어 밸브(86)가 개방하고 있는 것 사이의 예시적인 전이 기간을 도시한, 도 9의 일부의 확대도이다. 제어 밸브가 폐쇄하기 시작할 때 발생하는 정상 상태 압력 강하를 초과하는, 제어 밸브(40)에 걸친 압력 강하에 스파이크가 존재함을 주목하라. 이는 제어 밸브(70)가 개방하기 시작하기 전에 제어 밸브(40)가 폐쇄를 시작하는 것에 기인한다. 유압 펌프(12) 및 제어 밸브(40) 사이의 유체 공급 회로 내에 존재하는 유체는 제어 밸브가 폐쇄할 때 압축됨으로써 시스템 압력에서 스파이크를 발생시킨다.FIG. 11 is an enlarged view of a portion of FIG. 9 showing an exemplary transition period between control valve 70 being closed and control valve 86 being open. Note that there is a spike in the pressure drop across the control valve 40 that exceeds the steady state pressure drop that occurs when the control valve begins to close. This is due to the control valve 40 starting to close before the control valve 70 begins to open. Fluid present in the fluid supply circuit between the hydraulic pump 12 and the control valve 40 is compressed when the control valve is closed, causing spikes in system pressure.

계속해서 도 11을 참조하면, 제어 밸브(40)에 걸친 압력 강하는 제어 밸브(70)가 개방하기 시작할 때 정상 상태 압력 강하 아래로 강하를 시작하고, 밸브(40)가 폐쇄될 때 계속해서 강하한다. 제어 밸브(40)에 걸친 압력 강하는 밸브(40)가 계속해서 폐쇄되고 밸브(70)가 계속해서 개방될 때 결국 음이 된다. 음의 압력 강하는 제어 밸브(40)로부터 펌프 토출(22)로부터의 역류의 존재를 나타낼 수 있다. 제어 밸브(70)에 걸친 압력 강하에서의 스파이크는 또한 유체가 제어 밸브(40)로부터 제어 밸브(70)로 역류하고 있음을 시그널링할 수 있다. 시스템 압력에서의 스파이크 및 제어 밸브(40)로부터 제어 밸브(70)로의 유체의 역류는 시스템 효율에 유해한 영향을 미칠 수 있다. 이 손실들을 최소화함으로써 유압 시스템의 전반적인 효율이 개선될 수 있다.With continued reference to FIG. 11, the pressure drop across the control valve 40 begins to drop below the steady state pressure drop when the control valve 70 begins to open and continues to drop when the valve 40 is closed. do. The pressure drop across the control valve 40 eventually becomes negative when the valve 40 continues to close and the valve 70 continues to open. A negative pressure drop may indicate the presence of backflow from pump discharge 22 from control valve 40. Spikes in the pressure drop across the control valve 70 may also signal that fluid is flowing back from the control valve 40 to the control valve 70. Spikes at the system pressure and backflow of fluid from the control valve 40 to the control valve 70 can have a deleterious effect on system efficiency. By minimizing these losses, the overall efficiency of the hydraulic system can be improved.

계속해서 도 11을 참조하면, 적시에 제공되는 지점에서 시간 지연 압력 에러는 제어 밸브에 걸친 압력 강하가 정상 상태 압력 강하(도 9 및 11에서 압력 강하 "A"로서 식별되는)를 초과하는 양 및 압력 강하가 영(0) 아래로 떨어지는(도 9 및 11에서 압력 강하 "B"로서 식별되는) 양을 합산함으로써 계산될 수 있다. 시간 지연 압력 에러에서 첫번째 항(MAX[Ppump-(Pload-△Pvalue),0])은 압력 강하 "A"에 대응하고, 두번째 항(ABS(MIN[Ppump-Pload,0])은 압력 강하 "B"에 대응한다. 시간 지연 압력 에러는 동작 사이클 전체에 걸친 다양한 시간 간격들에서 계산될 수 있다. 도 9로부터의 압력 강하들을 사용하여 계산되는 시간 지연 압력 에러들의 그래프는 도 10에 도시된다. 시간 지연 압력 에러는 일단 제어 밸브에 걸친 압력 강하가 정상 상태에 도달하면 영이 되는 것을 주목하라.With continued reference to FIG. 11, the time delay pressure error at the timely provided point is such that the pressure drop across the control valve exceeds the steady state pressure drop (identified as pressure drop “A” in FIGS. 9 and 11) and The pressure drop can be calculated by summing the amounts that fall below zero (identified as pressure drop “B” in FIGS. 9 and 11). In the time delay pressure error, the first term MAX [P pump- (P load -ΔP value ), 0] corresponds to the pressure drop "A" and the second term (ABS (MIN [P pump -P load , 0]). ) Corresponds to the pressure drop “B.” The time delay pressure error can be calculated at various time intervals throughout the operating cycle, A graph of time delay pressure errors calculated using the pressure drops from FIG. It is shown at 10. Note that the time delay pressure error is zero once the pressure drop across the control valve reaches steady state.

시간 지연(△t)은 시간 지연 압력 에러를 최소화함으로써 최적화될 수 있다. 이는 최소 시간 지연 압력 에러가 달성될 때까지 시간 지연(△t) 식에서 TimeDelayAdder 파라미터를 점진적으로 변화시킴으로써 달성될 수 있다. 새로운 시간 지연(△t)은 각각의 TimeDelayAdder 값에 대하여 계산된다. 그리고나서 대응하는 제어 밸브는 수정된 시간 지연(△t)을 사용하여 동작하고 그 결과에 따른 제어 밸브에 걸친 압력 강하는 트랙킹된다. 새로운 시간 지연 압력 에러는 가장 최근의 압력 강하 데이터에 기초하여 계산되고 이전에 계산된 시간 지연 압력 에러와 비교된다. 이 프로세스는 최소 시간 지연 압력 에러가 결정될 때까지 계속된다. 최소 시간 지연 압력 에러에 대응하는 최적화된 TimeDelayAdder는 대응하는 압력 및 유량과 함께, 앞으로의 참조를 위해 검색표의 형태로 제어기(114)의 메모리(153) 내에 저장될 수 있다.The time delay Δt can be optimized by minimizing the time delay pressure error. This can be achieved by gradually changing the TimeDelayAdder parameter in the time delay (Δt) equation until a minimum time delay pressure error is achieved. A new time delay Δt is calculated for each TimeDelayAdder value. The corresponding control valve is then operated using a modified time delay [Delta] t and the resulting pressure drop across the control valve is tracked. The new time delay pressure error is calculated based on the most recent pressure drop data and compared with the previously calculated time delay pressure error. This process continues until a minimum time delay pressure error is determined. The optimized TimeDelayAdder corresponding to the minimum time delay pressure error may be stored in the memory 153 of the controller 114 in the form of a lookup table for future reference, along with the corresponding pressure and flow rate.

도 1 내지 4를 참조하여, 유압 시스템(10)의 예시적인 동작 사이클의 동작이 서술될 것이다. 제어 밸브들(40, 70, 86, 및 100)에 대한 예시적인 듀티 사이클들이 도 2에 도시된다. 제어 밸브들(40, 70, 86, 및 100)의 시변 유체 출력은 펌프(12)의 유체 출력의 퍼센티지로 표현된다. 예시적인 동작 사이클은 시간이 영(0)과 같을 때 개시된다. 논의를 위해, 유압식 부하(26)가 초기에 가장 높은 압력 요건을 갖고, 이후에 순서대로 유압 부하(28) 및 유압 부하(30)이다. 제어 밸브들은 가장 높은 압력 요건을 갖는 유압식 부하를 제어하는 제어 밸브(40)로 시장해서, 내림 차순으로 액추에이팅되어, 이후에 순서대로 제어 밸브들(70, 86, 및 100)이 액추에이팅된다. 예시적인 동작 사이클은 20밀리초들의 지속기간을 갖는데, 이는 상술된 듀티 사이클들 각각의 동작 기간에 대응한다. 두 연속하는 동작 사이클들은 도 2 내지 4에 도시되고, 제 2 동작 사이클은 시간이 20밀리초와 같을 때 시작하고 시간이 사십(40) 밀리초들과 같을 때 종료한다. 제어 밸브(40, 70, 86, 및 100)에 대한 동작 사이클들은 모두 동일한 시간에서 시작하고 종료한다.1 to 4, the operation of an exemplary operating cycle of the hydraulic system 10 will be described. Example duty cycles for the control valves 40, 70, 86, and 100 are shown in FIG. 2. The time varying fluid output of the control valves 40, 70, 86, and 100 is expressed as a percentage of the fluid output of the pump 12. An exemplary operating cycle begins when time equals zero. For discussion, the hydraulic load 26 initially has the highest pressure requirement, which in turn is the hydraulic load 28 and the hydraulic load 30. The control valves are marketed as control valves 40 that control hydraulic loads with the highest pressure requirements, actuated in descending order, whereby the control valves 70, 86, and 100 are subsequently actuated. do. An exemplary operating cycle has a duration of 20 milliseconds, which corresponds to the operating period of each of the duty cycles described above. Two successive operating cycles are shown in FIGS. 2-4, where the second operating cycle begins when the time equals 20 milliseconds and ends when the time equals forty (40) milliseconds. The operating cycles for the control valves 40, 70, 86, and 100 all start and end at the same time.

도 4는 압력 센서(126)에 의해 검출되는 바와 같은, 펌프 토출 포트(24)에서 하향하여 발생하는 유체 압력에서의 시변하는 상대적인 섭동들을 그래프로 도시한다. 압력 센서(126)에 의해 검출되는 압력은 유압 시스템 내에서 발생하는 상대적으로 낮은 압력 손실들로 인하여 대응하는 제어 밸브가 개방될 때 각각의 부하들의 유입구에서 발생하는 압력을 알맞게 근사화시킨다.4 graphically depicts the time varying relative perturbations in fluid pressure occurring downward in the pump discharge port 24, as detected by the pressure sensor 126. The pressure detected by the pressure sensor 126 appropriately approximates the pressure occurring at the inlet of the respective loads when the corresponding control valve is opened due to the relatively low pressure losses occurring in the hydraulic system.

도 3은 각각의 유압식 부하의 유입구 부근에서 발생하는 시변하는 상대적인 유량들 및 압력 레벨들을 그래프로 서술한다. 유압식 부하를 포함하지 않는 바이패스 유체 회로(101)의 경우에, 압력 및 유량들은 바이패스 토출 통로(108) 내에서 발생한다. 시스템 내에서 발생하는 상대적으로 낮은 압력 손실들로 인해, 유압식 부하의 유입구 부근에서 발생하는 압력은 압력 센서(126)에 의해 펌프 토출 포트(24)에서 검출되는 압력에 밀접하게 근사화한다. 그러므로, 도 3에 도시되는 바와 같이, 제공된 유압식 부하에 대한 유입구 압력 곡선은 일반적으로 제어 밸브가 개방되는 기간 동안 펌프 토출 포트(24)(도 4에 도시되는 바와 같은)에서 발생하는 압력에 대응한다.3 graphically depicts the time varying relative flow rates and pressure levels occurring near the inlet of each hydraulic load. In the case of the bypass fluid circuit 101 which does not include a hydraulic load, pressures and flow rates occur in the bypass discharge passage 108. Due to the relatively low pressure losses that occur in the system, the pressure occurring near the inlet of the hydraulic load closely approximates the pressure detected at the pump discharge port 24 by the pressure sensor 126. Therefore, as shown in FIG. 3, the inlet pressure curve for a given hydraulic load generally corresponds to the pressure occurring at the pump discharge port 24 (as shown in FIG. 4) during the period in which the control valve is opened. .

도 1 내지 4를 계속해서 참조하면, 예시적인 동작 사이클은, 액추에이터에 제어 밸브(40)를 개방하고 유입구 포트(46) 및 토출 포트(50) 사이의 유체 연통을 설정하라고 명령하는 제어 신호를 액추에이터(42)로 송신하는 제어기(114)에 의해 개시(도 2 내지 4에서 영과 같은 시간에서)될 수 있다. 사십 퍼센트(40%) 듀티 사이클에 기초하여, 제어 밸브(40)는 약 팔(8) 밀리초의 기간 동안 개방 상태로 남을 것이다. 제어 밸브(40)가 개방 위치에 있으면, 펌프(12)로부터 토출되는 유체의 전체 양은 제어 밸브(40)를 걸쳐 유체 합류점(71)으로 통과할 것이다(도 2를 참조하라). 유압식 부하(26)의 플로우 및 압력 요건들에 따라, 유체 합류점(71)에 도달하는 유체의 일부는 토출 통로(52), 및 유압 실린더 제어 밸브(54)의 현재 플로우 설정에 따라 제 1 공급 통로(62) 또는 제 2 공급 통로(64) 중 하나를 통하여 유압식 부하(26)로 전달될 것이다. 유체가 유압식 부하(26)로 전달되는 시변 레이트가 도 3에 그래프로 도시된다. 유체 합류점(71)에 도달하는 나머지 유체는 공급/토출 통로(73)를 통과하여 어큐물레이터(68)에 이르러서 어큐물레이터를 충전할 것이다. 도 4에 도시되는 바와 같이, 제어 밸브(40)가 개방되어 있는 기간 동안, 압력 센서(126)에 의해 검출되는 압력(도 3에 도시되는 바와 같이, 유압식 부하(26)의 유입구 포트 부근에서 발생하는 압력 레벨을 근사화하는)은 펌프(12)로부터의 유체의 플로우를 제한하는 유압식 부하(26)의 결과로서 상승하기 시작할 것이다. 제어 밸브(40)가 약 팔(8) 밀리초의 기간 동안 개방되어 있은 후에, 제어기(114)는 엑추에이터에게 제어 밸브(40)를 폐쇄하라고 지시하는 제어 신호를 액추에이터(42)로 송신할 수 있다. 제어 밸브(40)가 폐쇄된 상태에 있는 경우, 유체 합류점(71)에서의 압력 및 유량이 떨어지기 시작한다. 이는 차례로 어큐물레이터(68)에 저장된 가압 유체가 토출 통로(52)로 방출되도록 한다. 도 3에서 관찰될 수 있는 바와 같이, 어큐물레이터(68)로부터 토출되는 유체는 제어 밸브(40)가 폐쇄되기 때문에 토출 통로(52) 내에서 발생하는 플로우 및 압력의 강하를 적어도 부분적으로 보상한다. 이 결과는 약 팔(8) 밀리초에서 약 이십(20) 밀리초까지의 시간 기간에 걸쳐 발생하는 토출 통로(52) 내에서의 유량 및 압력 레벨을, 어큐물레이터(68)가 사용되지 않았을 경우에 발생할 가능성이 있는 급작스런 강하 대신에, 점진적으로 감소시킨다. 압력 및 플로우는 약 이십(20) 밀리초와 같은 시간에서 발생하는 후속 동작 사이클 동안 제어 밸브(40)가 개방할 때까지 계속해서 강하될 것이다(도 2 및 3을 참조하라). 압력 및 플로우 곡선들은 동작 조건들의 변화가 존재하지 않는 한 후속 동작 사이클 동안 실질적으로 동일할 것이다.With continued reference to FIGS. 1-4, an exemplary operating cycle may include a control signal instructing the actuator to open the control valve 40 and establish fluid communication between the inlet port 46 and the discharge port 50. May be initiated (at a time such as zero in FIGS. 2-4) by the controller 114 transmitting to 42. Based on the forty percent (40%) duty cycle, the control valve 40 will remain open for a period of about eight (8) milliseconds. If the control valve 40 is in the open position, the total amount of fluid discharged from the pump 12 will pass through the control valve 40 to the fluid confluence point 71 (see FIG. 2). Depending on the flow and pressure requirements of the hydraulic load 26, some of the fluid reaching the fluid confluence point 71 may be discharged 52 and the first supply passage in accordance with the current flow setting of the hydraulic cylinder control valve 54. It will be delivered to the hydraulic load 26 via either 62 or the second feed passage 64. The time varying rate at which fluid is delivered to the hydraulic load 26 is shown graphically in FIG. 3. The remaining fluid reaching the fluid confluence point 71 will pass through the supply / discharge passage 73 to accumulator 68 to fill the accumulator. As shown in FIG. 4, during the period in which the control valve 40 is open, the pressure detected by the pressure sensor 126 (as shown in FIG. 3) occurs near the inlet port of the hydraulic load 26. Approximating the pressure level) will begin to rise as a result of the hydraulic load 26 limiting the flow of fluid from the pump 12. After the control valve 40 is open for a period of about eight milliseconds, the controller 114 may transmit a control signal to the actuator 42 instructing the actuator to close the control valve 40. When the control valve 40 is in the closed state, the pressure and flow rate at the fluid confluence point 71 start to drop. This in turn causes the pressurized fluid stored in the accumulator 68 to be discharged into the discharge passage 52. As can be seen in FIG. 3, the fluid discharged from the accumulator 68 at least partially compensates for the flow and pressure drop occurring in the discharge passage 52 because the control valve 40 is closed. . This result shows the flow rate and pressure level in the discharge passage 52 occurring over a period of time from about eight milliseconds to about twenty (20) milliseconds. Instead of sudden drops that are likely to occur in the case, they are gradually reduced. Pressure and flow will continue to drop until the control valve 40 opens for subsequent operating cycles that occur at a time such as about twenty (20) milliseconds (see FIGS. 2 and 3). The pressure and flow curves will be substantially the same during subsequent operating cycles unless there is a change in operating conditions.

제어 밸브(40)를 폐쇄하자마자, 제어기(114)는 액추에이터에 제어 밸브(70)를 개방하고 유입구 포트(72) 및 토출 포트(78) 사이의 유체 연통을 설정하라는 제어 신호를 액추에이터(77)로 송신할 것이다. 삼십 퍼센트(30%) 듀티 사이클에 기초하여, 제어 밸브(70)는 약 육(6) 밀리초의 기간 동안 개방된 상태로 남아 있다가, 약 팔(8) 밀리초에서 시작하여 약 십사(14) 밀리초에서 종료할 것이다. 제어 밸브(70)가 개방 위치에 있는 경우, 펌프(12)로부터의 유체의 총 플로우는 제어 밸브(70)를 통해(도 2를 참조) 유체 합류점(85)으로 통과할 것이다.As soon as the control valve 40 is closed, the controller 114 opens a control valve 70 to the actuator and sends a control signal to the actuator 77 to establish fluid communication between the inlet port 72 and the discharge port 78. Will send. Based on the thirty percent (30%) duty cycle, the control valve 70 remains open for a period of about six (6) milliseconds, starting at about eight (8) milliseconds and about fourteen (14) Will terminate in milliseconds. When the control valve 70 is in the open position, the total flow of fluid from the pump 12 will pass through the control valve 70 (see FIG. 2) to the fluid confluence point 85.

도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 펌프 토출 통로(22) 내의 압력(압력 센서(126)에 의해 검출되는 바의)은 초기에 제어 밸브(70)를 개방하자마자 압력 곡선의 지점(174)에 표시된 레벨로 강하할 것이다. 유압식 부하(28)의 플로우 및 압력 요건들에 따라, 유체 합류점(85)에 도달하는 유체의 일부는 유압 모터 공급 통로(80)를 통해 유압식 부하(28)로 전달될 것이다. 유압식 부하(28)의 유입구 포트 부근의 시변 유량은 도 3에서 그래프로 도시된다. 유체 합류점(85)에 도달하는 나머지 유체는 공급/토출 통로(87)를 통과하여 어큐물레이터(84)로 도달하여 어큐물레이터를 충전한다. 제어 밸브(70)가 개방되는 기간(약 팔(8) 밀리초 및 십사(14) 밀리초 사이의 시간 기간) 동안, 압력 센서(126)에 의해 검출되는 압력(도 4를 참조하라) 및 유압식 부하(28)의 유입구 포트 부근의 압력 레벨(도 3을 참조하라)은 제어 밸브(70)가 처음 개방되었을 때(도 4의 지점(174)) 발생했던 초기 압력 이상으로 상승하기 시작할 것이다. 제어 밸브(70)가 약 육(6) 밀리초들의 기간 동안 개방된 후에, 제어기(114)는 제어 신호를 액추에이터(77)로 송신하여, 제어 밸브(70)가 유입구 포트(72) 및 토출 포트(78) 사이의 유체 통로를 폐쇄하도록 한다. 제어 밸브(70)가 폐쇄되는 경우 유체 합류점(85)에서 유체 플로우의 압력 레벨 및 레이트는 강하하기 시작할 것이다. 이는 제어 밸브(70)가 폐쇄되어 있는 기간(14 밀리초 내지 28 밀리초의 시간 기간) 동안 어큐물레이터(84) 내에 저장된 가압 유체로 하여금 유압 모터 공급 통로(80)로 토출되도록 할 것이다. 도 3으로부터 관찰될 수 있는 바와 같이, 어큐물레이터(84)로부터 토출되는 유체는 제어 밸브(70)가 폐쇄될 때 발생하는 플로우 및 압력의 강하를 적어도 부분적으로 보상한다. 이 결과는 약 십사(14) 밀리초에서 약 이십팔(28) 밀리초까지의 시간 기간에 걸쳐 발생하는 토출 통로(80) 내에서의 유량 및 압력 레벨을 점진적으로 감소시킨다. 압력 및 플로우는 약 이십팔(28) 밀리초와 같은 시간에서 발생하는 후속 동작 사이클 동안 제어 밸브(70)가 다시 개방할 때까지 계속해서 강하될 것이다. 압력 및 플로우 곡선들은 후속 동작 조건들의 변화가 존재하지 않는 한 후속 동작 사이클 동안 실질적으로 동일할 것이다.As shown in FIG. 4, the pressure in the pump discharge passage 22 (as detected by the pressure sensor 126) is initially indicated at point 174 of the pressure curve as soon as the control valve 70 is opened. Will descend to level. Depending on the flow and pressure requirements of the hydraulic load 28, some of the fluid reaching the fluid confluence point 85 will be delivered to the hydraulic load 28 through the hydraulic motor supply passageway 80. The time varying flow rate near the inlet port of the hydraulic load 28 is shown graphically in FIG. 3. The remaining fluid reaching fluid confluence point 85 passes through supply / discharge passage 87 to accumulator 84 to charge the accumulator. Hydraulic pressure (see FIG. 4) and hydraulic pressure detected by the pressure sensor 126 during the period in which the control valve 70 is opened (a time period between about eight milliseconds and fourteen 14 milliseconds). The pressure level near the inlet port of the load 28 (see FIG. 3) will begin to rise above the initial pressure that occurred when the control valve 70 was first opened (point 174 of FIG. 4). After the control valve 70 has been opened for a period of about six (6) milliseconds, the controller 114 transmits a control signal to the actuator 77 so that the control valve 70 has an inlet port 72 and a discharge port. Close the fluid passageway between the 78. When the control valve 70 is closed, the pressure level and rate of fluid flow at the fluid confluence point 85 will begin to drop. This will cause the pressurized fluid stored in the accumulator 84 to be discharged to the hydraulic motor supply passage 80 during the period in which the control valve 70 is closed (time period of 14 milliseconds to 28 milliseconds). As can be seen from FIG. 3, the fluid discharged from the accumulator 84 at least partially compensates for the flow and pressure drop that occurs when the control valve 70 is closed. This result gradually reduces the flow and pressure levels in the discharge passage 80 that occur over a time period from about fourteen (14) milliseconds to about twenty eight (28) milliseconds. Pressure and flow will continue to drop until the control valve 70 reopens during subsequent operation cycles that occur at a time such as about twenty eight (28) milliseconds. The pressure and flow curves will be substantially the same during subsequent operating cycles unless there is a change in subsequent operating conditions.

제어 밸브(70)를 폐쇄하자마자, 제어기(114)는 액추에이터에 제어 밸브(86)를 개방하고 유입구 포트(88) 및 토출 포트(96) 사이의 유체 연통을 설정하라는 제어 신호를 액추에이터(77)로 송신할 것이다. 이십 퍼센트(20%) 듀티 사이클에 기초하여, 제어 밸브(86)는 약 사(4) 밀리초의 기간 동안 개방된 상태로 남아 있다가, 약 십사(14) 밀리초에서 시작하여 약 십팔(18) 밀리초에서 종료할 것이다. 제어 밸브(86)가 개방 위치에 있는 경우, 펌프(12)로부터의 유체의 총 플로우는 제어 밸브(86)를 통해(도 2를 참조) 유체 합류점(97)으로 통과할 것이다. 도 4에 도시되는 바와 같이, 펌프 토출 통로(22) 내의 압력(압력 센서(126)에 의해 검출되는 바와 같은)은 초기에 제어 밸브(86)를 개방하자마자 압력 곡선의 지점(176)에 표시된 레벨로 강하할 것이다. 유압식 부하(30)의 플로우 및 압력 요건들에 따라, 유체 합류점(97)에 도달하는 유체의 일부는 유압식 부하 공급 통로(94)를 통해 유압식 부하(30)로 전달될 것이다. 유압식 부하(30)의 유입구 포트 부근의 시변 유량은 도 3에서 그래프로 도시된다. 유체 합류점(85)에 도달하는 나머지 유체는 공급/토출 통로(99)를 통과하여 어큐물레이터(95)로 도달하여 어큐물레이터를 충전한다. 제어 밸브(86)가 개방되는 기간(약 십사(14) 밀리초 및 십팔(18) 밀리초 사이의 시간 기간) 동안, 압력 센서(126)에 의해 검출되는 압력(도 4를 참조하라) 및 유압식 부하(30)의 유입구 포트 부근에서 발생하는 압력(도 3을 참조하라)은 제어 밸브(86)가 처음 개방되었을 때(도 4의 지점(176)) 발생했던 초기 압력 이상으로 상승하기 시작할 것이다. 제어 밸브(86)가 약 사(4) 밀리초들의 기간 동안 개방된 후에, 제어기(114)는 제어 신호를 액추에이터(93)로 송신하여, 제어 밸브(86)가 유입구 포트(88) 및 토출 포트(96) 사이의 유체 통로를 폐쇄하도록 한다. 제어 밸브(86)가 폐쇄되는 경우 유체 합류점(97)에서 유체 플로우의 압력 레벨 및 레이트는 강하하기 시작할 것이다. 이는 제어 밸브(86)가 폐쇄되어 있는 기간(십팔(18) 밀리초 내지 약 삼십사(34) 밀리초의 시간 기간) 동안 어큐물레이터(95) 내에 저장된 가압 유체로 하여금 유압 모터 공급 통로(94)로 토출되도록 할 것이다. 도 3으로부터 관찰될 수 있는 바와 같이, 어큐물레이터(95)로부터 토출되는 유체는 제어 밸브(86)가 폐쇄될 때 발생하는 플로우 및 압력의 강하를 적어도 부분적으로 보상한다. 이 결과는 18 밀리초에서 34 밀리초까지의 시간 기간에 걸쳐 발생하는 토출 통로(94) 내에서의 유량 및 압력 레벨을 점진적으로 감소시킨다. 압력 및 플로우는 (약 삼십사(34) 밀리초와 같은 시간에서) 후속 동작 사이클 동안 제어 밸브(86)가 다시 개방할 때까지 계속해서 강하될 것이다. 압력 및 플로우 곡선들은 후속 동작 조건들의 변화가 존재하지 않는 한 후속 동작 사이클 동안 실질적으로 동일할 것이다.As soon as the control valve 70 is closed, the controller 114 opens a control valve 86 to the actuator and sends a control signal to the actuator 77 to establish fluid communication between the inlet port 88 and the discharge port 96. Will send. Based on the twenty percent (20%) duty cycle, the control valve 86 remains open for a period of about four (4) milliseconds, starting at about fourteen (14) milliseconds and about eighteen (18). Will terminate in milliseconds. When the control valve 86 is in the open position, the total flow of fluid from the pump 12 will pass through the control valve 86 (see FIG. 2) to the fluid confluence point 97. As shown in FIG. 4, the pressure in the pump discharge passage 22 (as detected by the pressure sensor 126) is initially at the level indicated at point 176 of the pressure curve as soon as the control valve 86 is opened. Will descend into. Depending on the flow and pressure requirements of the hydraulic load 30, some of the fluid reaching the fluid confluence point 97 will be delivered to the hydraulic load 30 through the hydraulic load supply passageway 94. The time varying flow rate near the inlet port of the hydraulic load 30 is shown graphically in FIG. 3. The remaining fluid reaching fluid confluence point 85 passes through supply / discharge passage 99 to accumulator 95 to charge the accumulator. Hydraulic pressure (see FIG. 4) and hydraulic pressure detected by the pressure sensor 126 during the period in which the control valve 86 is opened (a time period between about fourteen (14) milliseconds and eighteen (18) milliseconds). The pressure occurring near the inlet port of the load 30 (see FIG. 3) will begin to rise above the initial pressure that occurred when the control valve 86 first opened (point 176 of FIG. 4). After the control valve 86 is opened for a period of about 4 milliseconds, the controller 114 sends a control signal to the actuator 93 so that the control valve 86 has an inlet port 88 and a discharge port. Close the fluid passageway between 96. When the control valve 86 is closed, the pressure level and rate of fluid flow at the fluid confluence point 97 will begin to drop. This causes the pressurized fluid stored in accumulator 95 for a period of time in which control valve 86 is closed (a period of eighteen (18) milliseconds to about thirty four (34) milliseconds). Will be discharged. As can be seen from FIG. 3, the fluid discharged from the accumulator 95 at least partially compensates for the flow and pressure drop that occurs when the control valve 86 is closed. This result gradually reduces the flow rate and pressure level in the discharge passage 94 that occurs over a time period from 18 milliseconds to 34 milliseconds. Pressure and flow will continue to drop (at a time such as about thirty four (34) milliseconds) until the control valve 86 reopens during subsequent operation cycles. The pressure and flow curves will be substantially the same during subsequent operating cycles unless there is a change in subsequent operating conditions.

제어 밸브(86)를 폐쇄하자마자, 제어기(100)는 펌프 토출 통로(22) 내에 존재하는 임의의 초과 압력을 유체 저장소(18)에 내버리기 위해 선택적으로 개방될 수 있다. 제어기(114)는 액추에이터에 바이패스 제어 밸브(100)를 개방하여 유입구 포트(102) 및 토출 포트(110) 사이의 유체 연통을 설정하라는 제어 신호를 액추에이터(112)로 송신한다. 십 퍼센트(10%) 듀티 사이클에 기초하여, 제어 밸브(86)는 이(2) 밀리초의 기간 동안 개방 상태로 남아 있다가, 약 십팔(18) 밀리초에서 시작하여 약 이십(20) 밀리초에서 종료할 것이다. 약 이십(20) 밀리초에서의 제어 밸브(86)의 폐쇄는 현재 동작 사이클의 종료 및 후속 동작 사이클의 시작에 대응한다. 제어 밸브(100)가 개방 상태에 있는 경우, 펌프(12)로부터 토출되는 유체의 총 플로우는 제어 밸브(100)(도 2를 참조하라) 및 바이패스 토출 통로(108)를 통과하여 저장소 복귀 통로에 이른다. 도 4에 도시되는 바와 같이, 펌프 토출 통로(22) 내의 압력(압력 센서(126)에 의해 검출되는 바와 같은)은 제어 밸브(100)가 개방될 때 압력 곡선의 지점(1780)에서 표시되는 레벨로 강하할 것이고, 제어 밸브(100)가 약 이십(20) 밀리초와 같은 시간에서 폐쇄될 때까지 상기 압력이 유지된다. 바이패스 밸브(100)가 이(2) 밀리초의 기간 동안 개방된 후에, 제어기(114)는 제어 신호를 액추에이터(112)에 송신하여 제어 밸브(100)가 입력 포트(102) 및 토출 포트(110) 사이의 유체 경로를 폐쇄하도록 한다.As soon as the control valve 86 is closed, the controller 100 can be selectively opened to dump any excess pressure present in the pump discharge passage 22 to the fluid reservoir 18. The controller 114 sends a control signal to the actuator 112 to open the bypass control valve 100 to the actuator to establish fluid communication between the inlet port 102 and the discharge port 110. Based on the ten percent (10%) duty cycle, the control valve 86 remains open for a period of two (2) milliseconds, starting at about eighteen (18) milliseconds and starting at about twenty (20) milliseconds. Will exit. The closing of the control valve 86 at about twenty (20) milliseconds corresponds to the end of the current operating cycle and the beginning of the subsequent operating cycle. When the control valve 100 is in the open state, the total flow of fluid discharged from the pump 12 passes through the control valve 100 (see FIG. 2) and the bypass discharge passage 108 to return the reservoir to the reservoir. Leads to As shown in FIG. 4, the pressure in the pump discharge passage 22 (as detected by the pressure sensor 126) is the level indicated at the point 1780 of the pressure curve when the control valve 100 is opened. The pressure will be maintained until the control valve 100 is closed at a time such as about twenty (20) milliseconds. After the bypass valve 100 has been opened for a period of two (2) milliseconds, the controller 114 transmits a control signal to the actuator 112 so that the control valve 100 receives an input port 102 and a discharge port 110. To close the fluid path.

현 예시적인 동작 시퀀스는 바이패스 제어 밸브(100)가 폐쇄될 때 완료된다. 후속 동작 시퀀스는 제어 밸브(40)를 액추에이팅하고 이전에 서술된 동작 시퀀스를 반복함으로써 개시된다. 예를 들어 유압식 부하의 압력 요건이 증가하거나 감소하는, 동작 조건들의 변화가 존재하면, 영향을 받은 제어 밸브 듀티 사이클은 재추정되고 필요에 따라 조정되어 변화된 동작 조건들을 수용할 것이다.The present exemplary operation sequence is completed when the bypass control valve 100 is closed. Subsequent operating sequences are initiated by actuating the control valve 40 and repeating the previously described operating sequence. If there is a change in operating conditions, for example, where the pressure requirement of the hydraulic load increases or decreases, the affected control valve duty cycle will be reestimated and adjusted as necessary to accommodate the changed operating conditions.

본원에 서술된 프로세스들, 시스템들, 방법들 등에 관하여, 그와 같은 프로세스들 등의 단계들이 특정한 순서의 시퀀스에 따라 발생하는 것으로 기술되었을지라도, 그와 같은 프로세스들은 서술된 단계들이 본원에 서술된 순서와 다른 순서로 수행되도록 실행될 수 있다. 특정 단계들이 동시에 실행될 수 있고, 다른 단계들이 추가될 수 있고, 또는 본원에 서술된 특정 단계들이 생략될 수 있음이 더 이해되어야 한다. 즉, 본원에서의 프로세스들의 서술은 특정 실시예들을 설명할 목적으로 제공되고, 청구되는 발명을 제한하도록 결코 해석되지 않아야 한다.With respect to the processes, systems, methods, etc. described herein, although such steps and the like have been described as occurring in a particular order of sequence, such processes are described by the steps described herein. It may be executed to be performed in a different order than the order. It should be further understood that certain steps may be executed concurrently, other steps may be added, or certain steps described herein may be omitted. That is, descriptions of the processes herein are provided for the purpose of describing particular embodiments and should never be interpreted to limit the claimed invention.

상기 서술은 설명을 목적으로 한 것이지 제한하고자 하는 것이 아님이 이해되어야 한다. 제공되는 예들 이외의 많은 실시예들 및 응용예들은 상기 설명을 판독함으로써 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명의 범위는 상기 설명을 참고하여 결정되지 않아야 하고, 대신 첨부된 청구항들 및 이에 덧붙여 상기 청구항들에 권리를 허여하는 등가물들의 전체 범위를 참조하여 결정되어야 한다. 미래의 개발들은 본원에서 논의된 기술로 발생할 수 있음이 예상되고 의도되고, 개시된 시스템들 및 방법들은 그와 같은 미래의 실시예들에 통합될 것이다. 요약하면, 본 발명은 수정들 및 변형들이 가능하고 다음의 청구항들에 의해서만 제한되는 것이 이해되어야 한다.It is to be understood that the above description is for illustrative purposes only and is not intended to be limiting. Many embodiments and applications other than the examples provided will be apparent to those skilled in the art by reading the above description. The scope of the invention should not be determined with reference to the above description, but should instead be determined with reference to the appended claims and the full scope of equivalents to which such claims are entitled. It is anticipated and intended that future developments may occur with the techniques discussed herein, and the disclosed systems and methods will be incorporated in such future embodiments. In summary, it should be understood that the invention is capable of modifications and variations and is limited only by the following claims.

청구항들 내에 사용되는 모든 용어들은 본원에서 반대의 명시적인 표현이 행해지지 않으면, 당업자에 의해 이해되는 바대로의 용어 자체의 가장 광범위한 합리적이 구성들 및 용어 자체의 일반적인 의미들을 제공하도록 의도된다. 특히, "a", "the", "said", 등과 같은 단수형 관사의 사용은 청구항이 대조되는 명시적인 제한을 기술하지 않으면 표시된 요소들의 하나 이상을 기술하는 것으로 판독되어야 한다.All terms used in the claims are intended to provide the broadest reasonable constructions of the term itself and the general meanings of the term itself, as understood by one of ordinary skill in the art, unless an explicit explicit expression is made herein. In particular, the use of a singular article “a”, “the”, “said”, and the like should be read to describe one or more of the indicated elements unless the claims specify an explicit limitation to the contrary.

Claims (34)

방법에 있어서:
우선순위 레벨을 할당하여 상기 우선순위 레벨이 복수의 유압식 부하들의 각각과 연관되도록 하는 단계;
상기 할당된 우선순위 레벨에 기초하여 펄스폭 변조 제어 신호를 포뮬레이팅하는 단계;
복수의 디지털 밸브들에 제어 신호를 송신하는 단계로서, 각각의 밸브는 상기 유압식 부하들 중 적어도 하나를 압력원에 유체가 흐르도록 선택적으로 접속하도록 동작하는, 제어 신호 송신 단계; 및
상기 제어 신호에 응답하여 상기 디지털 밸브들의 적어도 하나의 서브세트를 순차적으로 액추에이팅하는 단계를 포함하는 방법.In the way:
Assigning a priority level such that the priority level is associated with each of the plurality of hydraulic loads;
Formulating a pulse width modulation control signal based on the assigned priority level;
Transmitting a control signal to a plurality of digital valves, each valve operative to selectively connect at least one of the hydraulic loads to flow a fluid to a pressure source; And
Sequentially actuating at least one subset of the digital valves in response to the control signal. 제 1 항에 있어서,
단일 동작 사이클 동안 단 1회 상기 디지털 밸브들의 각각을 액추에이팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1,
Actuating each of the digital valves only once during a single operation cycle. 제 1 항에 있어서,
상기 제어 신호는 상기 각각의 밸브들이 개방 위치 및 폐쇄 위치에 배치되는 동작 사이클 동안 시간의 기간들을 규정하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1,
Wherein said control signal defines periods of time during an operating cycle in which said respective valves are disposed in an open position and a closed position. 제 3 항에 있어서,
각각의 밸브는 각각의 동작 사이클 동안 단 1회 개방되고 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 3, wherein
Wherein each valve is opened and closed only once during each operating cycle. 제 2 항에 있어서,
상기 연관된 유압식 부하의 할당된 우선순위 레벨에 기초하여 상기 밸브들을 연속 순서로 액추에이팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 2,
Actuating the valves in a sequential order based on an assigned priority level of the associated hydraulic load. 제 5 항에 있어서,
가장 높은 우선순위 레벨을 갖는 유압식 부하와 관련되는 밸브는 먼저 액추에이팅되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 5, wherein
And the valve associated with the hydraulic load having the highest priority level is first actuated. 제 5 항에 있어서,
각각의 할당된 우선순위 레벨을 특정한 유압식 부하의 압력 요건에 기초하도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 5, wherein
And making each assigned priority level based on a pressure requirement of a particular hydraulic load. 제 7 항에 있어서,
가장 높은 압력 요건을 갖는 유압식 부하와 관련되는 밸브는 먼저 액추에이팅되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 7, wherein
A valve associated with a hydraulic load having the highest pressure requirement is first actuated. 제 7 항에 있어서,
상기 가장 높은 압력 요건을 갖는 유압식 부하와 관련되는 밸브로 개시하고 나머지 유압식 부하들의 압력 요건들에 기초하여 연속 내림 차순으로 진행하여 밸브들을 순차적으로 액추에이팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 7, wherein
Starting with a valve associated with the hydraulic load having the highest pressure requirement and proceeding in a continuous descending order based on the pressure requirements of the remaining hydraulic loads to sequentially actuate the valves. . 제 7 항에 있어서,
상기 가장 낮은 압력 요건을 갖는 유압식 부하와 관련되는 밸브로 개시하고 나머지 유압식 부하들의 압력 요건들에 기초하여 연속 오름 차순으로 진행하여 밸브들을 순차적으로 액추에이팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 7, wherein
Starting with a valve associated with the hydraulic load having the lowest pressure requirement and proceeding in a continuous ascending order based on the pressure requirements of the remaining hydraulic loads, the method further comprising sequentially actuating the valves. . 제 1 항에 있어서,
상기 제어 신호를 포뮬레이팅하는 단계는 상기 밸브들이 폐쇄된 위치 및 개방된 위치로 배열되는 시간 기간들을 규정하는 상기 디지털 밸브들의 각각에 대한 듀티 사이클을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1,
Formulating the control signal comprises determining a duty cycle for each of the digital valves defining time periods in which the valves are arranged in a closed position and an open position. 제 11 항에 있어서,
상기 복수의 유압식 부하들 각각에 대한 플로우 요건을 결정하는 단계; 및
계산된 밸브들 각각에 대한 듀티 사이클을 결정하여 상기 관련된 유압식 부하의 플로우 요건들을 발생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 11,
Determining flow requirements for each of the plurality of hydraulic loads; And
Determining the duty cycle for each of the calculated valves to generate flow requirements of the associated hydraulic load. 제 12 항에 있어서,
상기 제어 밸브들 중 적어도 하나는, 모든 유압식 부하들의 총 플로우 요건이 가압된 유체의 이용 가능한 플로우보다 더 클 때, 상기 관련된 유압식 부하의 플로우 요건보다 더 작게 발생하도록 결정되는 듀티 사이클을 할당하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 12,
At least one of the control valves assigns a duty cycle that is determined to occur less than the flow requirement of the associated hydraulic load when the total flow requirement of all hydraulic loads is greater than the available flow of pressurized fluid. How to. 제 11 항에 있어서,
상기 듀티 사이클은 상기 관련된 유압식 부하의 플로우 요건에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 11,
The duty cycle is determined based on the flow requirements of the associated hydraulic load. 제 11 항에 있어서,
상기 디지털 밸브들의 각각에 대한 듀티 사이클은 동작 사이클을 개시하기 전에 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 11,
The duty cycle for each of the digital valves is determined before initiating an operating cycle. 제 15 항에 있어서,
상기 디지털 밸브들의 각각에 대한 듀티 사이클은 동작 사이클 전체에 걸쳐 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 15,
The duty cycle for each of the digital valves is maintained throughout the operating cycle. 제 15 항에 있어서,
상기 각각의 밸브를 액추에이팅하기 전에 각각의 밸브에 대한 듀티 사이클을 추정하는 단계; 및
상기 동작 사이클을 개시하기 전에 결정된 듀티 사이클을 상기 연관된 유압식 부하의 플로우 요건에 기초하여 수정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 15,
Estimating the duty cycle for each valve before actuating each valve; And
Modifying the duty cycle determined prior to initiating the operating cycle based on the flow requirements of the associated hydraulic load. 유압 시스템에 있어서:
각각 대응하는 유압식 부하에 유체가 흐르도록 연통되고, 상기 대응하는 유압식 부하를 압력원으로 유체가 흐르도록 연통하도록 동작하는, 복수의 디지털 밸브들; 및
상기 복수의 디지털 밸브들에 동작 가능하게 연통되는 디지털 제어기를 포함하고, 상기 디지털 제어기는 우선순위 레벨을 할당하여 상기 우선순위 레벨이 복수의 유압식 부하들의 각각과 연관되도록 하고, 상기 할당된 우선순위 레벨들에 기초하여 펄스폭 변조 제어 신호를 포뮬레이팅하도록 구성되고, 상기 디지털 제어기는 상기 디지털 밸브들의 동작을 제어하기 위해 상기 복수의 디지털 밸브들로 상기 제어 신호를 송신하도록 동작하는, 유압 시스템.In the hydraulic system:
A plurality of digital valves, each in fluid communication with a corresponding hydraulic load, the plurality of digital valves operative to communicate fluid with the corresponding hydraulic load to a pressure source; And
A digital controller operatively in communication with the plurality of digital valves, the digital controller assigning a priority level such that the priority level is associated with each of the plurality of hydraulic loads, and the assigned priority level And formulate a pulse width modulated control signal based on the control elements, the digital controller operative to transmit the control signal to the plurality of digital valves to control operation of the digital valves. 제 18 항에 있어서,
상기 제어 신호는 단일 동작 사이클에 걸쳐 상기 디지털 밸브들의 각각을 단지 1회 액추에이팅하도록 포뮬레이팅되는 것을 특징으로 하는 유압 시스템.The method of claim 18,
The control signal is formulated to actuate each of the digital valves only once over a single operating cycle. 제 19 항에 있어서,
상기 제어 신호는 상기 각각의 밸브들이 개방 위치 및 폐쇄 위치에 배치되는 동작 사이클 동안 시간의 기간들을 규정하는 것을 특징으로 하는 유압 시스템.The method of claim 19,
Wherein said control signal defines periods of time during an operating cycle in which said respective valves are disposed in an open position and a closed position. 제 20 항에 있어서,
각각의 밸브는 각각의 동작 사이클 동안 단 1회 개방되고 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 유압 시스템.The method of claim 20,
Wherein each valve is opened and closed only once during each operating cycle. 제 19 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 연관된 유압식 부하의 할당된 우선순위 레벨에 기초하여 상기 밸브들을 연속 순서로 액추에이팅하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유압 시스템.The method of claim 19,
The controller is configured to actuate the valves in a continuous order based on an assigned priority level of the associated hydraulic load. 제 22 항에 있어서,
가장 높은 우선순위 레벨을 갖는 유압식 부하와 관련되는 밸브는 먼저 액추에이팅되는 것을 특징으로 하는 유압 시스템.The method of claim 22,
A hydraulic system, characterized in that the valve associated with the hydraulic load with the highest priority level is first actuated. 제 22 항에 있어서,
상기 제어기는 우선순위 레벨을 특정한 유압식 부하의 압력 요건에 기초하여 할당하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유압 시스템.The method of claim 22,
The controller is configured to assign a priority level based on a pressure requirement of a particular hydraulic load. 제 24 항에 있어서,
가장 높은 압력 요건을 갖는 유압식 부하와 관련되는 밸브는 먼저 액추에이팅되는 것을 특징으로 하는 유압 시스템.The method of claim 24,
A hydraulic system, characterized in that the valve associated with the hydraulic load with the highest pressure requirement is first actuated. 제 24 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 가장 높은 압력 요건을 갖는 유압식 부하와 관련되는 밸브로 개시하고 나머지 유압식 부하들의 압력 요건들에 기초하여 연속 내림 차순으로 진행하여 밸브들을 순차적으로 액추에이팅하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유압 시스템.The method of claim 24,
The controller is configured to start with a valve associated with the hydraulic load having the highest pressure requirement and to actuate the valves sequentially in a descending sequence based on the pressure requirements of the remaining hydraulic loads. system. 제 24 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 가장 낮은 압력 요건을 갖는 유압식 부하와 관련되는 밸브로 개시하고 나머지 유압식 부하들의 압력 요건들에 기초하여 연속 오름 차순으로 진행하여 밸브들을 순차적으로 액추에이팅하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유압 시스템.The method of claim 24,
The controller is configured to start with a valve associated with the hydraulic load having the lowest pressure requirement and to actuate the valves sequentially in a continuous ascending order based on the pressure requirements of the remaining hydraulic loads. system. 제 18 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 밸브들이 폐쇄된 위치 및 개방된 위치로 배열되는 시간 기간들을 규정하는 상기 디지털 밸브들의 각각에 대한 듀티 사이클을 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유압 시스템.The method of claim 18,
The controller is configured to determine a duty cycle for each of the digital valves defining time periods in which the valves are arranged in a closed position and an open position. 제 28 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 복수의 유압식 부하들 각각에 대한 플로우 요건을 결정하고, 계산된 밸브들 각각에 대한 듀티 사이클을 결정하여 상기 관련된 유압식 부하의 플로우 요건들을 발생시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유압 시스템.29. The method of claim 28,
The controller is configured to determine flow requirements for each of the plurality of hydraulic loads and determine a duty cycle for each of the calculated valves to generate flow requirements of the associated hydraulic load. 제 29 항에 있어서,
상기 제어 밸브들 중 적어도 하나는, 모든 유압식 부하들의 총 플로우 요건이 가압된 유체의 이용 가능한 플로우보다 더 클 때, 상기 관련된 유압식 부하의 플로우 요건보다 더 작게 발생하도록 결정되는 듀티 사이클을 할당하는 것 것을 특징으로 하는 유압 시스템.The method of claim 29,
At least one of the control valves assigns a duty cycle that is determined to occur less than the flow requirement of the associated hydraulic load when the total flow requirement of all hydraulic loads is greater than the available flow of pressurized fluid. Characterized by hydraulic system. 제 28 항에 있어서,
상기 듀티 사이클은 상기 관련된 유압식 부하의 플로우 요건에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 유압 시스템.29. The method of claim 28,
The duty cycle is determined based on the flow requirements of the associated hydraulic load. 제 28 항에 있어서,
상기 디지털 밸브들의 각각에 대한 듀티 사이클은 동작 사이클을 개시하기 전에 결정되는 것을 특징으로 하는 유압 시스템.29. The method of claim 28,
The duty cycle for each of the digital valves is determined before initiating an operating cycle. 제 32 항에 있어서,
상기 디지털 밸브들의 각각에 대한 듀티 사이클은 동작 사이클 전체에 걸쳐 유지되는 것을 특징으로 하는 유압 시스템.33. The method of claim 32,
The duty cycle for each of the digital valves is maintained throughout the operating cycle. 제 32 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 각각의 밸브를 액추에이팅하기 전에 각각의 밸브에 대한 듀티 사이클을 추정하고, 상기 동작 사이클을 개시하기 전에 결정된 듀티 사이클을 상기 연관된 유압식 부하의 플로우 요건에 기초하여 수정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유압 시스템.33. The method of claim 32,
The controller is configured to estimate the duty cycle for each valve before actuating each valve and to modify the determined duty cycle based on the associated hydraulic load flow requirements prior to initiating the operating cycle. Characterized by hydraulic system.
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